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温度模块 XC-E6TCA-P 用户手册
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2 热电偶背景知识介绍
2.1 热电偶概述
作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶,通常和显示仪表等配套使
用,直接测量各种生产过程中-40~1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面
温度。
当两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温
度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。
热电偶利用热电效应原理进行温度测量,测量端直接作用于介质,冷端与显示仪表或配套仪
表连接,那么,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
所以,热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测
量温度,对于热电偶的热电势。
工业测温用的热电偶,其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。
2.2 常见热电偶类型
1、K 型热电偶镍铬(镍硅(镍铝)热电偶)
K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶,可测量 0~1300℃的介质温度,适宜在氧
化性及惰性气体中连续使用,短期使用温度为 1200℃,长期使用温度为 1000℃,其热电势
与温度的关系近似线性,是目前用量最大的热电偶。然而,它不适宜在真空、含硫、含碳气
氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用;当氧分压较低时,镍铬极中的铬将择优氧化,使热电
势发生很大变化,但金属气体对其影响较小,因此,多采用金属制保护管。
K型热电偶缺点:
(1)
热电势的高温稳定性较N型热电偶及贵重金属热电偶差,在较高温度下(例如超
过 1000℃)往往因氧化而损坏;
(2)在 250~500℃范围内短期热循环稳定性不好,即在同一温度点,在升温降温过程
中,其热电势示值不一样,其差值可达 2~3℃;
(3)其负极在 150~200℃范围内要发生磁性转变,致使在室温至 230℃范围内分度值
往往偏离分度表,尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰;
(4)长期处于高通量中系统辐照环境下,由于负极中的锰(Mn)、钴(Co)等元素
发生蜕变,使其稳定性欠佳,致使热电势发生较大变化。
2、S 型热电偶(铂铑 10-铂热电偶)
该热电偶的正极成份为含铑 10%的铂铑合金,负极为纯铂。
其特点是:
(1)热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达
1300℃,超达 1400℃时,即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶,使晶粒粗大而断裂;
(2)精度高,在所有热电偶中准确度等级最高,通常用作标准或测量较高温度;
(3)使用范围较广,均匀性及互换性好;
(4)主要缺点有:微分热电势较小,因而灵敏度较低;价格较贵,机械强度低,不
适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。