热电偶

热电偶。类型、原理和温度范围。

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最常见的工业温度计之一是热电偶。它是托马斯·塞贝克在1822年发现的。他指出，当电线的一端被加热时，就会出现电压差。不管温度如何，如果两端温度相同，就没有电压差。如果电路是用同样材料的电线制成的，就没有电流流动。

热电偶由两种不同的金属组成，一端连接在一起，在给定温度下产生一个小的唯一电压。该电压由热电偶温度计测量和解释。

从导线一端到另一端的温差所产生的热电电压实际上是导线两端所有电压差的和。

热电偶可以由各种金属制成，并覆盖一个温度范围200^oC到2600^oC．将热电偶与其他类型的传感器进行比较时，应根据中给出的公差ASTM230 E。

贱金属热电偶

热电偶	最高温度（^oC)		温度敏感性 (mV /^oC)
热电偶	连续	现货	温度敏感性 (mV /^oC)
铜-康斯坦坦(T型)	400	500	0.045
铁-康斯坦坦(J型)	850	1100	0.041
铬康斯坦坦(E型)	700	1000	0.041
铬铝(K型)	1100	1300	0.041
Nicrosil-Nisil (N型)	1250		0.039
钨钼*	2600	2650

*下文未使用1250^oC．

热电偶的优点

可用于直接测量温度高达2600^oC．
热电偶结可以接地并与被测材料直接接触。

热电偶的缺点

用热电偶测量温度需要测量两个温度，工作端结点(热结点)和导线与仪表铜线相遇的结点(冷结点)。为了避免误差，在电子仪器中，冷结温度通常是通过使用半导体、热敏电阻或RTD测量终端块的温度来补偿的。
热电偶的操作相对复杂，有潜在的误差来源。热电偶丝的材料不是惰性的，沿着热电偶丝的长度发展的热电电压可能受到腐蚀等因素的影响。
过程温度和热电偶信号(毫伏)之间的关系不是线性的。
热电偶的校准应通过与附近的热电偶进行比较来进行。如果热电偶被移除并放置在校准槽中，那么在长度上的输出积分就不能精确地再现，因为从电线一端到另一端的温度差是沿着电线从一端到另一端的所有电压差的总和。

热电偶类型

热电偶有不同的金属组合或校准。最常见的四种校准是J, K, T和e，每种校准都有不同的温度范围和环境，尽管最高温度随热电偶中使用的电线直径而变化。

一些热电偶类型已经标准化了校准表，颜色代码和指定的字母名称。的ASTM标准E230提供了大多数常见工业等级的所有规格，包括字母名称，颜色代码(仅限美国)，建议使用限制和维持在冷结的完整电压与温度表32^oF和0^oC。

热电偶有四“类”:

主体类(称为贱金属)，
上层阶级(称为稀有金属或贵金属)，
稀有类(难熔金属)和，
外来类(标准和开发设备)。

主主体是E、J、K、N和t型，上地壳是B、S和R型，铂类比例各不相同。外来类包括几种钨合金热电偶，通常被指定为W型(什么的)。

仪器	温度范围（^oF)		精度
仪器	推荐	最大	精度
J型探针	32 - 1336	-310年- 1832年	1.8至7.9^oF或0.4%的读数高于32^oF，取大者
K型探针	32 - 2300	-418 - 2507	1.8至7.9^oF或0.4%的读数高于32^oF，取大者
T型探针	-299 - 700	-418 - 752	0.9 ~ 3.6^oF或0.4%的读数高于32^oF，取大者
E型探针	32 - 1600	32 - 1650	1.8至7.9^oF或0.4%的读数高于32^oF，取大者
R型探针	32 - 2700	32 - 3210	2.5^oF或读数的0.25%，以较大者为准
S型探针	32 - 2700	32 - 3210	2.5^oF或读数的0.25%，以较大者为准

温度转换

^oF = (1.8 x^oC) + 32

^oC = (^oF - 32) x 0.555

开尔文=^oC + 273.2

^oRankin =^oF + 459.67

ASTM热电偶相关标准

E 207 - 00……通过与具有相似电动势-温度特性的二级标准比较的单一热元件材料的热电动势测试方法
用比较技术校准热电偶的标准试验方法
E 230 - 98 e1 . .温度Electromotive Force (EMF) Tables for Standardized Thermocouples
E 235 - 88 (1996) e1 . .用于核或其他高可靠性应用的K型铠装热电偶规范
E 452 - 02年. .用辐射温度计校准难熔金属热电偶的试验方法
E 574 - 00 . .玻璃纤维或二氧化硅纤维绝缘的双工，贱金属热电偶电线规范
E 585/E 585M-01a ..压实矿物绝缘，金属护套，贱金属热电偶电缆标准规范
E 601 - 81 (1997) . .在空气中比较单元素基金属热电偶材料的EMF稳定性的试验方法
E 608/E 608 -00。矿物绝缘，金属护套基底金属热电偶的标准规范
E 696-00钨铼合金热电偶丝标准规范
e710 -86(1997)使用双同时热电动势指示器比较空气中基本金属热元件的电动势稳定性的标准试验方法
E 780-92(1998)室温下测量护套热电偶材料绝缘电阻的标准试验方法
护套热电偶和护套热电偶材料的标准试验方法
E 988-96(2002)钨铼热电偶标准温度-电动势(EMF)表
热电偶连接器的标准规范
热电偶材料，铂铑合金和铂的标准规范
E 1350-97(2001)安装前、安装中和安装后测试护套热电偶的标准试验方法
用于制造金属护套铂电阻温度计，贱金属热电偶和贵金属热电偶的氧化镁和氧化铝粉末和可粉碎绝缘子的标准规范
小型热电偶连接器的标准规范
e1751 -00非字母指定热电偶组合的温度电动势(emf)表的标准指南
E 2181/E 2181M-01压实矿物绝缘，金属护套，贵金属热电偶和热电偶电缆的标准规范