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熱電偶簡介

什么是熱電偶傳感器?
熱電偶是一種測量溫度的傳感器。它由一端連在一起的兩種不同金屬組成。兩種金屬的連接點加熱或冷卻時會產生電壓,從而推知相關溫度。熱電偶合金通常為線狀。

有哪些不同熱電偶類型?
熱電偶有不同的金屬或校準組合。四種最常見的校準為J、K、T和E。高溫校準為R、S、C和GB。盡管最大溫度因熱電偶中所使用線的直徑而有所不同,但每種校準有不同的溫度范圍和環境。盡管熱電偶校準規定溫度范圍,但最大范圍還受到熱電偶線直徑的限制。也就是說,非常細的熱電偶可能無法達到完整溫度范圍。
點擊此處查看每種熱電偶的完整參考表。該表包含幾乎每種熱電偶的熱電偶合金國際色標、溫度范圍和誤差限。
如何選擇熱電偶類型?
由于熱電偶測量的溫度范圍廣泛并且相對堅固耐用,因此熱電偶在工業中經常使用。選擇熱電偶時使用以下標準:
  • 溫度范圍
  • 熱電偶或護套材料的耐化學性。點擊獲取材料抗化學腐蝕性表
  • 耐磨與抗振
  • 安裝要求(可能需要與現有設備兼容;現有的孔可能需要確定探頭直徑)



如何知道要選擇的連接點類型?
帶護套的熱電偶探頭提供以下三種連接點類型之一:接地型、非接地型和外露型(請參閱下圖“熱電偶尖端款式”)。在接地端探頭尖端,熱電偶線物理連接到探頭壁內側。這導致從外部通過探頭壁到熱電偶連接點的良好熱傳遞。在非接地型探頭中,熱電偶連接點與探頭壁分離。非接地款式的響應時間比接地款式慢,但提供電氣隔離(請參閱下表)。

室溫絕緣電阻
非接地型熱電偶
標稱護套直徑 外加直流電壓最小值 絕緣電阻最小值
小于0.90mm (0.03in.) 50V 100M歐姆
0.80-1.5mm(0.030~0.059in.) 50V 500M歐姆
大于1.5mm (0.059in.) 500V 1000M歐姆

外露端款式的熱電偶從護套尖端突出,外露到周圍環境中。此類型提供最佳響應時間,但限于在干燥、非腐蝕性和非加壓應用中使用。

什么是響應時間?
一個時間常數,定義為傳感器在一組特定條件下達到溫度階躍變化的63.2%所需的時間。傳感器接近階躍變化值的100%需要五個時間常數。外露端熱電偶是響應最快的。此外,探頭護套直徑越小,響應越快,但最大溫度可能越低。但請注意,有時探頭護套無法承受熱電偶類型的完整溫度范圍。

材質 最高溫度 應用環境
氧化氣體 氫氣 真空 惰性氣體
304不銹鋼 900°C (1650°F) 非常好 較好 非常好 非常好
Inconel 600 1148°C (2100°F) 非常好 較好 非常好 非常好




熱電偶范圍和誤差限
下表顯示J、K、E和T型熱電偶的溫度范圍和精度。 其他熱電偶類型。

。 常見熱電偶溫度范圍圖表




熱電偶參考表
熱電偶產生的電壓輸出可與熱電偶測量的溫度相關。下表中的文檔提供指定熱電偶類型的熱電電壓以及相應溫度。大多數文檔還提供熱電偶溫度范圍、誤差限以及環境考慮因素。

單擊下面的鏈接以查看相關文檔
B型熱電偶(° C)  B型熱電偶(° F)
C型熱電偶(° C) C型熱電偶(° F)
E型熱電偶(° C) E型熱電偶(° F)
J型熱電偶(° C) J型熱電偶(° F)
K型熱電偶(° C) K型熱電偶(° F)
N型熱電偶(° C) N型熱電偶(° F)
R型熱電偶(° C) R型熱電偶(° F)
S型熱電偶(° C) S型熱電偶(° F)
T型熱電偶(° C) T型熱電偶(° F)
鎢與鎢/
錸合金
CHROMEGA™與黃金-0.07
純度鐵原子


熱電偶的類型
串珠線熱電偶 串珠線熱電偶
串珠線熱電偶是最簡單的熱電偶形式。它包含與焊珠連接在一起的兩根熱電偶線。由于熱電偶的串珠外露,因此有一些應用限制。串珠線熱電偶不應與可腐蝕或氧化熱電偶合金的液體一起使用。金屬表面也可能會出現問題。通常金屬表面(尤其是管道)用于接地電氣系統。與電氣系統的間接連接可能會影響熱電偶測量。一般情況下,串珠線熱電偶是測量氣體溫度不錯的選擇。因為它們可以做得非常小,因此還可提供非??斓捻憫獣r間。
熱電偶探頭 熱電偶探頭
熱電偶探頭由金屬管內包含的熱電偶線組成。管壁稱為探頭的護套。常見的護套材料包括不銹鋼和鉻鎳鐵合金。鉻鎳鐵合金支持的溫度范圍比不銹鋼高,但通常不銹鋼是首選,因為它具有廣泛的化學相容性。對于非常高的溫度,也可能使用其他特種金屬護套材料。查看我們的高溫特種金屬熱電偶探頭產品線。
熱電偶探頭尖端提供三種不同的款式:接地型、非接地型和外露型。對于接地型尖端,熱電偶與護套壁接觸。接地端提供快速響應時間,但最容易受電氣接地回路影響。對于非接地端,熱電偶通過絕緣層與護套壁隔開。熱電偶的尖端通過外露端突出到護套壁外部。外露端熱電偶最適合空氣測量。

熱電偶尖端款式
接地型熱電偶 非接地型熱電偶 外露型熱電偶
接地型熱電偶 非接地型熱電偶 外露型熱電偶
熱電偶表面探頭 表面探頭
測量固體表面的溫度對于大多數類型的溫度傳感器來說都很困難。要確保精確測量,傳感器的整個測量面積必須與表面接觸。使用剛性傳感器測量剛性表面時,這非常困難。由于熱電偶由柔韌的金屬制成,因此可以形成平薄的連接點,從而提供與剛性固體表面的最大接觸。這些熱電偶是表面測量的絕佳選擇。熱電偶甚至可以內置到轉動的機構中,使其適合測量移動表面的溫度。K型為ChromegaAlomega。


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