內(nèi)容編輯常見(jiàn)熱電偶大集合
溫度是工業(yè)自動(dòng)化中的一個(gè)重要參數(shù)，溫度儀表一般分接觸式測(cè)量?jī)x表與非接觸式測(cè)量?jī)x表，現(xiàn)代接觸式溫度儀表又以熱電阻和熱電偶為主，熱電阻和熱電偶分類(lèi)方法很多，不過(guò)一般以材質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，今天我們就來(lái)看一下常見(jiàn)熱電偶種類(lèi)。
熱電偶
如下圖所示，熱電偶是兩種不同的金屬材料或半導(dǎo)體材料連接成的傳感器件。因此所有熱電偶都是由兩種材料組成的。
標(biāo)準(zhǔn)熱電偶
熱電偶的材料分兩種，一種是指已大量生產(chǎn)和使用，工藝穩(wěn)定，性能符合專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有同一份度表的熱電偶材料，這種熱電偶被稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；
其中，國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)公認(rèn)的性能較好的熱電偶材料制訂了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前共有8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，分別為：
鉑銠10-鉑熱電偶：分度號(hào)為S，屬于貴重金屬熱電偶，正極為含銠10%含鉑90%的鉑銠合金，亮白較硬；負(fù)極為純鉑，亮白柔軟。
短期工作溫度可達(dá)1600℃，長(zhǎng)期工作溫度為0~1300℃；
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高，物理化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱性、耐氧化、耐腐濁性良好；
具有較優(yōu)越的精確度，由于精度等級(jí)高，一般用于準(zhǔn)確度要求較高的高溫測(cè)量；
再現(xiàn)性良好，可以作為標(biāo)準(zhǔn)使用。
缺點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)值小，從而使靈敏度較低；
在還元性氣體環(huán)境較脆弱；
補(bǔ)償導(dǎo)線誤差大；
價(jià)格比較高昂，經(jīng)濟(jì)成本較高。
鉑銠13-鉑熱電偶：分度號(hào)為R，屬于貴重金屬熱電偶，正極為含銠13%含鉑87%的鉑銠合金，亮白較硬；負(fù)極為純鉑，亮白柔軟。
R分度號(hào)與S分度號(hào)相比除熱電動(dòng)勢(shì)大15％左右， 其它性能二者幾乎完全相同。
鉑銠30-鉑銠6熱電偶：分度號(hào)為B，屬于貴重金屬熱電偶，正極為含銠30%含鉑70%的鉑銠合金，亮白較硬；負(fù)極為為含銠6%含鉑94%的鉑銠合金，亮白稍軟。
短期工作溫度可達(dá)1800℃，長(zhǎng)期測(cè)量溫度范圍0-1600℃， 自由端在0-50℃ 內(nèi)可以不用補(bǔ)償導(dǎo)線。
優(yōu)點(diǎn)： 是一種比較理想的測(cè)高溫?zé)犭娕?，可以短時(shí)間測(cè)量1 800℃的高溫；
在常溫下熱電動(dòng)勢(shì)非常小不需補(bǔ)償導(dǎo)線；
具有良好的耐氧化、耐腐濁性；
耐熱性與機(jī)械強(qiáng)度較R型優(yōu)良。
缺點(diǎn)：中低溫環(huán)境中，熱電動(dòng)勢(shì)極小， 600℃以下測(cè)定溫度非常不準(zhǔn)確；
熱電動(dòng)勢(shì)的直線性不好；
屬于貴金屬，價(jià)格高昂。
常見(jiàn)熱電偶大集合
鎳鉻-鎳硅熱電偶：分度號(hào)為K，正極為鎳鉻（鎳90%鉻10%），不親磁；負(fù)極為鎳硅（鎳97%硅3%），稍親磁（因此可以用磁鐵進(jìn)行判斷）。
短期工作溫度可達(dá)1300℃，長(zhǎng)期工作溫度為0~1200℃。
優(yōu)點(diǎn)：此種熱電偶的熱熱電動(dòng)勢(shì)的線性度好，誤差一般在6~8℃；
900℃以下耐氧化性良好；
在金屬熱電偶中，它是非貴重金屬中性能Zui穩(wěn)定的一種，價(jià)格便宜，應(yīng)用很廣。
缺點(diǎn)：不適用于還原性氣體環(huán)境，特別是一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體，在這種情況下，只能測(cè)量500℃以下溫度；
低溫環(huán)境下，非線性誤差較大。
鎳鉻硅-鎳硅熱電偶：分度號(hào)為N，正極為鎳鉻硅（鎳84%鉻14%硅2%），不親磁；負(fù)極為鎳硅（鎳95%硅5%），稍親磁（因此可以用磁鐵進(jìn)行判斷）。
短期工作溫度可達(dá)1300℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~1200℃。
優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)的線性良好；
1200℃以下耐氧化性良好；
耐熱溫度較K型高，
價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：不適用于還原性氣體環(huán)境；
熱電動(dòng)勢(shì)與貴金屬熱電偶相比較經(jīng)時(shí)變化較大。
常見(jiàn)熱電偶大集合
鎳鉻-康銅熱電偶：分度號(hào)為E，正極是鎳鉻（鎳90%鉻10%），暗綠；負(fù)極為康銅（銅55%鎳45%），亮黃；
短期工作溫度可達(dá)800℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~760℃。
優(yōu)點(diǎn)：它是熱電勢(shì)Zui大的一種熱電偶，測(cè)量準(zhǔn)確度較高，現(xiàn)有熱電偶中感度Zui佳的，價(jià)格低廉。
缺點(diǎn)：極易氧化，不適用于還原性氣體環(huán)境。
銅-康銅熱電偶：分度號(hào)為T(mén)，正極是純銅，紅色；負(fù)極為康銅（銅55%鎳45%），亮黃；
短期工作溫度可達(dá)400℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~350℃。
優(yōu)點(diǎn)：低溫下特性良好，靈敏度高，是在低溫下應(yīng)用得很普遍的熱電偶，穩(wěn)定性好，再現(xiàn)性 良好，高精度，可使用于還元性氣體環(huán)境，并且價(jià)格低廉。
缺點(diǎn)：使用溫度限度低；
正極易氧化；
熱傳導(dǎo)誤差大。
鐵-康銅熱電偶：分度號(hào)為J，正極是純鐵，親磁（可用磁鐵判斷）；負(fù)極為康銅（銅55%鎳45%），不親磁；
短期工作溫度可達(dá)1200℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~750℃。
優(yōu)點(diǎn)：可以在還元性氣體環(huán)境中使用；
熱電動(dòng)勢(shì)較K熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)大20%；
線性度好，價(jià)格比較便宜，適用于中溫區(qū)域。
缺點(diǎn)：正極易生銹，不能勇于高溫或含硫的介質(zhì)中使用，而且再現(xiàn)性不佳。
需要指出的是，由于S型、K型、B型熱電偶適合于在強(qiáng)的氧化性和弱的還原性氣氛中使用，而J型和T型熱電偶則適合于弱氧化性和還原性氣氛，若使用氣密性比較好的保護(hù)管，對(duì)氣氛的要求就不太嚴(yán)格。
常見(jiàn)熱電偶大集合
非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶
另一種熱電偶的生產(chǎn)工藝還不夠成熟，在應(yīng)用范圍和數(shù)量上均不如標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，也沒(méi)有配套顯示儀表。這些熱電偶多以滿足某些特殊測(cè)量要求，比如超高溫、極低溫、高真空或核輻射環(huán)境。這類(lèi)熱電偶被稱(chēng)為非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。
常見(jiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶主要有以下幾種：
鎢錸3-鎢錸25/鎢錸5-鎢錸26熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為0~3000℃。
優(yōu)點(diǎn)：在高溫?zé)犭娕贾惺荶ui好的，低溫時(shí)可塑性較好，穩(wěn)定性較好。
缺點(diǎn)：復(fù)現(xiàn)性差，需要單獨(dú)分度。
適用：真空、還原或中性環(huán)境中。
鎢-鎢錸26熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為0~3000℃。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限Zui高，電動(dòng)勢(shì)率較大。
缺點(diǎn)：復(fù)現(xiàn)性差，需要單獨(dú)分度；
暴露在空氣中時(shí)，鎢易發(fā)脆。
適用：真空、還原或中性環(huán)境中。
鉑銠20-鉑銠5熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為500~1700℃。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限比S型高，穩(wěn)定性好，不需要冷端補(bǔ)償。
缺點(diǎn)：易受金屬蒸汽污損，電動(dòng)勢(shì)率小。
適用：真空、氧化或中性環(huán)境中。
常見(jiàn)熱電偶大集合
鉑銠40-鉑銠20熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為1000~1850℃。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限較高，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好，可忽略冷端影響。
缺點(diǎn)：易受金屬蒸汽污損，電動(dòng)勢(shì)率小。
適用：真空、氧化或中性環(huán)境中。
銥銠-銥熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為1000~2200℃。
優(yōu)點(diǎn)：Wei一能在1850℃以上的氧化氣氛中使用的熱電偶。
缺點(diǎn)：穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性一般，壽命短，容易發(fā)脆，易受鐵污損，電動(dòng)勢(shì)率小。
適用：真空、氧化或中性環(huán)境中。
鎢-鉬熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為1200~2400℃。
優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格不貴，可用于還原性氣氛中。
缺點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)率低，在1200℃熱電動(dòng)勢(shì)的極性轉(zhuǎn)向，易受碳、氧、硅污損。
適用：真空、還原或中性環(huán)境中。
炭化硼-石墨熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫上限為2200℃。
優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)率高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
適用：含碳或中性環(huán)境中。
熱電偶
如下圖所示，熱電偶是兩種不同的金屬材料或半導(dǎo)體材料連接成的傳感器件。因此所有熱電偶都是由兩種材料組成的。
標(biāo)準(zhǔn)熱電偶
熱電偶的材料分兩種，一種是指已大量生產(chǎn)和使用，工藝穩(wěn)定，性能符合專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有同一份度表的熱電偶材料，這種熱電偶被稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；
其中，國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)公認(rèn)的性能較好的熱電偶材料制訂了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前共有8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，分別為：
鉑銠10-鉑熱電偶：分度號(hào)為S，屬于貴重金屬熱電偶，正極為含銠10%含鉑90%的鉑銠合金，亮白較硬；負(fù)極為純鉑，亮白柔軟。
短期工作溫度可達(dá)1600℃，長(zhǎng)期工作溫度為0~1300℃；
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高，物理化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱性、耐氧化、耐腐濁性良好；
具有較優(yōu)越的精確度，由于精度等級(jí)高，一般用于準(zhǔn)確度要求較高的高溫測(cè)量；
再現(xiàn)性良好，可以作為標(biāo)準(zhǔn)使用。
缺點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)值小，從而使靈敏度較低；
在還元性氣體環(huán)境較脆弱；
補(bǔ)償導(dǎo)線誤差大；
價(jià)格比較高昂，經(jīng)濟(jì)成本較高。
鉑銠13-鉑熱電偶：分度號(hào)為R，屬于貴重金屬熱電偶，正極為含銠13%含鉑87%的鉑銠合金，亮白較硬；負(fù)極為純鉑，亮白柔軟。
R分度號(hào)與S分度號(hào)相比除熱電動(dòng)勢(shì)大15％左右， 其它性能二者幾乎完全相同。
鉑銠30-鉑銠6熱電偶：分度號(hào)為B，屬于貴重金屬熱電偶，正極為含銠30%含鉑70%的鉑銠合金，亮白較硬；負(fù)極為為含銠6%含鉑94%的鉑銠合金，亮白稍軟。
短期工作溫度可達(dá)1800℃，長(zhǎng)期測(cè)量溫度范圍0-1600℃， 自由端在0-50℃ 內(nèi)可以不用補(bǔ)償導(dǎo)線。
優(yōu)點(diǎn)： 是一種比較理想的測(cè)高溫?zé)犭娕?，可以短時(shí)間測(cè)量1 800℃的高溫；
在常溫下熱電動(dòng)勢(shì)非常小不需補(bǔ)償導(dǎo)線；
具有良好的耐氧化、耐腐濁性；
耐熱性與機(jī)械強(qiáng)度較R型優(yōu)良。
缺點(diǎn)：中低溫環(huán)境中，熱電動(dòng)勢(shì)極小， 600℃以下測(cè)定溫度非常不準(zhǔn)確；
熱電動(dòng)勢(shì)的直線性不好；
屬于貴金屬，價(jià)格高昂。
常見(jiàn)熱電偶大集合
鎳鉻-鎳硅熱電偶：分度號(hào)為K，正極為鎳鉻（鎳90%鉻10%），不親磁；負(fù)極為鎳硅（鎳97%硅3%），稍親磁（因此可以用磁鐵進(jìn)行判斷）。
短期工作溫度可達(dá)1300℃，長(zhǎng)期工作溫度為0~1200℃。
優(yōu)點(diǎn)：此種熱電偶的熱熱電動(dòng)勢(shì)的線性度好，誤差一般在6~8℃；
900℃以下耐氧化性良好；
在金屬熱電偶中，它是非貴重金屬中性能Zui穩(wěn)定的一種，價(jià)格便宜，應(yīng)用很廣。
缺點(diǎn)：不適用于還原性氣體環(huán)境，特別是一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體，在這種情況下，只能測(cè)量500℃以下溫度；
低溫環(huán)境下，非線性誤差較大。
鎳鉻硅-鎳硅熱電偶：分度號(hào)為N，正極為鎳鉻硅（鎳84%鉻14%硅2%），不親磁；負(fù)極為鎳硅（鎳95%硅5%），稍親磁（因此可以用磁鐵進(jìn)行判斷）。
短期工作溫度可達(dá)1300℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~1200℃。
優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)的線性良好；
1200℃以下耐氧化性良好；
耐熱溫度較K型高，
價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：不適用于還原性氣體環(huán)境；
熱電動(dòng)勢(shì)與貴金屬熱電偶相比較經(jīng)時(shí)變化較大。
常見(jiàn)熱電偶大集合
鎳鉻-康銅熱電偶：分度號(hào)為E，正極是鎳鉻（鎳90%鉻10%），暗綠；負(fù)極為康銅（銅55%鎳45%），亮黃；
短期工作溫度可達(dá)800℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~760℃。
優(yōu)點(diǎn)：它是熱電勢(shì)Zui大的一種熱電偶，測(cè)量準(zhǔn)確度較高，現(xiàn)有熱電偶中感度Zui佳的，價(jià)格低廉。
缺點(diǎn)：極易氧化，不適用于還原性氣體環(huán)境。
銅-康銅熱電偶：分度號(hào)為T(mén)，正極是純銅，紅色；負(fù)極為康銅（銅55%鎳45%），亮黃；
短期工作溫度可達(dá)400℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~350℃。
優(yōu)點(diǎn)：低溫下特性良好，靈敏度高，是在低溫下應(yīng)用得很普遍的熱電偶，穩(wěn)定性好，再現(xiàn)性 良好，高精度，可使用于還元性氣體環(huán)境，并且價(jià)格低廉。
缺點(diǎn)：使用溫度限度低；
正極易氧化；
熱傳導(dǎo)誤差大。
鐵-康銅熱電偶：分度號(hào)為J，正極是純鐵，親磁（可用磁鐵判斷）；負(fù)極為康銅（銅55%鎳45%），不親磁；
短期工作溫度可達(dá)1200℃，長(zhǎng)期工作溫度為-200~750℃。
優(yōu)點(diǎn)：可以在還元性氣體環(huán)境中使用；
熱電動(dòng)勢(shì)較K熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)大20%；
線性度好，價(jià)格比較便宜，適用于中溫區(qū)域。
缺點(diǎn)：正極易生銹，不能勇于高溫或含硫的介質(zhì)中使用，而且再現(xiàn)性不佳。
需要指出的是，由于S型、K型、B型熱電偶適合于在強(qiáng)的氧化性和弱的還原性氣氛中使用，而J型和T型熱電偶則適合于弱氧化性和還原性氣氛，若使用氣密性比較好的保護(hù)管，對(duì)氣氛的要求就不太嚴(yán)格。
常見(jiàn)熱電偶大集合
非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶
另一種熱電偶的生產(chǎn)工藝還不夠成熟，在應(yīng)用范圍和數(shù)量上均不如標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，也沒(méi)有配套顯示儀表。這些熱電偶多以滿足某些特殊測(cè)量要求，比如超高溫、極低溫、高真空或核輻射環(huán)境。這類(lèi)熱電偶被稱(chēng)為非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。
常見(jiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶主要有以下幾種：
鎢錸3-鎢錸25/鎢錸5-鎢錸26熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為0~3000℃。
優(yōu)點(diǎn)：在高溫?zé)犭娕贾惺荶ui好的，低溫時(shí)可塑性較好，穩(wěn)定性較好。
缺點(diǎn)：復(fù)現(xiàn)性差，需要單獨(dú)分度。
適用：真空、還原或中性環(huán)境中。
鎢-鎢錸26熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為0~3000℃。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限Zui高，電動(dòng)勢(shì)率較大。
缺點(diǎn)：復(fù)現(xiàn)性差，需要單獨(dú)分度；
暴露在空氣中時(shí)，鎢易發(fā)脆。
適用：真空、還原或中性環(huán)境中。
鉑銠20-鉑銠5熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為500~1700℃。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限比S型高，穩(wěn)定性好，不需要冷端補(bǔ)償。
缺點(diǎn)：易受金屬蒸汽污損，電動(dòng)勢(shì)率小。
適用：真空、氧化或中性環(huán)境中。
常見(jiàn)熱電偶大集合
鉑銠40-鉑銠20熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為1000~1850℃。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫上限較高，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好，可忽略冷端影響。
缺點(diǎn)：易受金屬蒸汽污損，電動(dòng)勢(shì)率小。
適用：真空、氧化或中性環(huán)境中。
銥銠-銥熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為1000~2200℃。
優(yōu)點(diǎn)：Wei一能在1850℃以上的氧化氣氛中使用的熱電偶。
缺點(diǎn)：穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性一般，壽命短，容易發(fā)脆，易受鐵污損，電動(dòng)勢(shì)率小。
適用：真空、氧化或中性環(huán)境中。
鎢-鉬熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫范圍為1200~2400℃。
優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格不貴，可用于還原性氣氛中。
缺點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)率低，在1200℃熱電動(dòng)勢(shì)的極性轉(zhuǎn)向，易受碳、氧、硅污損。
適用：真空、還原或中性環(huán)境中。
炭化硼-石墨熱電偶：這種熱電偶推薦測(cè)溫上限為2200℃。
優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)率高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
適用：含碳或中性環(huán)境中。
