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    不同熱電偶類型介紹以及屬性比較細節解說?

    來源:發表時間:2019-06-20


    熱電偶類型
          某些合金組合已成為行業標準。組合的選擇取決于成本,可用性,便利性,熔點,化學性質,穩定性和產量。不同類型最適合不同的應用。它們通常根據所需的溫度范圍和靈敏度進行選擇。具有低靈敏度(B,R和S類型)的熱電偶具有相應較低的分辨率。其他選擇標準包括熱電偶材料的惰性,以及它是否是磁性的。下面列出標準熱電偶類型,首先是正電極,然后是負電極。
    K型
          K型(鉻鎳{90%鎳和10%鉻} - 鹽)(Alumel由95%鎳,2%錳,2%鋁和1%硅組成)是最常見的通用熱電偶,靈敏度約為41μV /°C,相對于alumel,chromel陽性。它價格低廉,可在-200°C至+ 1350°C / -328°F至+ 2462°F范圍內使用各種探頭。K型是在冶金比現在不太先進的時候指定的,因此樣品之間的特性差別很大。其中一種成分金屬鎳是磁性的; 用磁性材料制成的熱電偶的特征是當磁性材料達到其居里點時它們的輸出會發生階躍變化(K型熱電偶約為354°C)。
    E型
          E型(鉻 - 康銅)具有高輸出(68μV/°C),非常適合低溫使用。另外,它是非磁性的。
    J型
          J型(鐵 - 康銅)的范圍比K型(-40到+ 750°C)更受限制,但靈敏度更高,約為55μV/°C。導致特性的突然變化,這決定了溫度上限。
    N型
          N型(Nicrosil-Nisil)(鎳 - 鉻 - 硅/鎳 - 硅)熱電偶適用于超過1200°C的高溫,因為它們具有穩定性和抗高溫氧化能力。靈敏度在900°C時約為39μV/°C,略低于K型。設計為改進型K型,它正變得越來越流行。
    鉑金類型B,R和S.
          B,R和S型熱電偶對每根導線使用鉑或鉑 - 銠合金。這些是最穩定的熱電偶之一,但靈敏度低于其他類型,約為10μV/°C。B型,R型和S型熱電偶通常僅用于高溫測量,因為它們成本高且靈敏度低。

          B型熱電偶對每根導線使用鉑 - 銠合金。一根導體含有30%的銠,而另一根導體含有6%的銠。這些熱電偶適用于高達1800°C的溫度。B型熱電偶在0°C和42°C時產生相同的輸出,限制其使用溫度低于約50°C。
    R型
          R型熱電偶使用鉑銠合金,一種導體含13%銠,另一種導體含純鉑。R型熱電偶的使用溫度最高可達1600°C。
    S型
          S型熱電偶使用一根90%鉑和10%銠(正極或“+”線)和第二根100%鉑絲(負極或“ - ”線)構成。與R型一樣,S型熱電偶的使用溫度最高可達1600°C。特別是,S型用作金的熔點(1064.43℃)的校準標準。
    T型
          T型(銅 - 康銅)熱電偶適用于-200至350°C范圍內的測量。通常用作差分測量,因為只有銅線接觸探頭。由于兩個導體都是非磁性的,因此沒有居里點,因此特性沒有突然變化。T型熱電偶的靈敏度約為43μV/°C。
    C型
          C型(鎢5%錸 - 鎢26%錸)熱電偶適用于0°C至2320°C范圍內的測量。該熱電偶非常適用于極高溫度的真空爐。絕不能在溫度高于260°C的氧氣存在下使用。
    M型
          M型熱電偶每根導線使用鎳合金。正極線含有18%的鉬,而負極線含有0.8%的鈷。這些熱電偶用于真空爐中的原因與C型相同。上限溫度限制在1400°C。它比其他類型使用得少。
    鎳鉻 - 金/鐵
          在鉻鎳金/鐵熱電偶中,正極線是鉻鎳合金,負極線是金,鐵含量很?。?.03-0.15原子%)。它可用于低溫應用(1.2-300 K甚至高達600 K)。靈敏度和溫度范圍都取決于鐵濃度。在低溫下靈敏度通常約為15μV/ K,最低可用溫度在1.2和4.2 K之間變化。
    熱電偶的屬性比較
    下表描述了幾種不同熱電偶類型的屬性。在公差列內,T表示熱結的溫度,單位為攝氏度。例如,容差為±0.0025×T的熱電偶在1000°C時的容差為±2.5°C。


    熱電偶法則
    均質材料定律
          僅通過施加熱量就不能在單一均質材料的電路中維持熱電流,而不管其橫截面如何變化。換句話說,輸入和輸出之間的布線溫度變化不會影響輸出電壓,前提是所有導線都由與熱電偶相同的材料制成。
    中間材料法
          如果所有的結都處于均勻的溫度,則由任意數量的不同材料組成的電路中的熱電力的代數和為零。因此,如果在任一導線中插入第三個金屬,并且如果兩個新結點處于相同溫度,則新金屬不會產生凈電壓。
    冷端補償
          上海自動化儀表三廠熱電偶測量兩點之間的溫差,而不是絕對溫度。為了測量單個溫度,其中一個結 - 通常是冷結 - 保持在已知的參考溫度,而另一個結處于待檢測的溫度。
          具有已知溫度的結,雖然對于實驗室校準有用,但對于大多數測量和控制應用來說并不方便。相反,它們采用人工冷接點,使用熱敏器件(如熱敏電阻或二極管)來測量儀器輸入連接的溫度,并特別注意盡量減少端子之間的溫度梯度。因此,可以模擬來自已知冷結的電壓,并應用適當的校正。這被稱為冷端補償。某些集成電路(如LT1025)設計用于根據熱電偶類型和冷端溫度輸出補償電壓。
          值得注意的細節:EMF(或電壓)不是在熱電偶的兩種金屬的連接處產生,而是沿著經受溫度梯度的兩種不同金屬的長度部分產生。熱電偶工作,因為熱量會在電線中產生熱電電壓。這是塞貝克效應。在任何有溫度梯度的地方,都會有電壓,因為電子想要從熱到冷流動。每度溫度差的電壓值是塞貝克系數,其取決于特定線合金的特性?;蛘?,可以通過使用查找表或多項式計算的計算來執行冷結補償。
    電力生產
          熱電偶可以產生電流,這意味著它可以用于直接驅動某些過程,而無需額外的電路和電源。例如,當出現溫差時,來自熱電偶的功率可以激活閥門。由熱電偶產生的電能從必須提供給熱側的熱量轉換為維持電勢。連續的熱流是必要的,因為流過熱電偶的電流趨向于使熱側冷卻并且冷側加熱(珀耳帖效應)。
          熱電偶可以串聯連接以形成熱電堆,其中所有熱結都暴露于較高溫度并且所有冷端暴露于較低溫度。輸出是各個結點之間的電壓之和,從而提供更大的電壓和功率輸出。
    等級
          熱電偶線有多種不同的冶金配方可供選擇,通常,精度和成本水平都在降低:誤差,標準和延伸等級的特殊限制。
    連續或中間溫度定律
          如果兩個不同的均質材料在結點處于T1和T2時產生熱emf1并且當結點處于T2和T3時產生熱emf2,則當結點處于T1和T3時產生的電動勢將是emf1 + emf2。

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