PDF《热电偶温度传感器》

热电偶温度传感器 热电偶工作原理 如果两种不同成分的均质导体形成回路,直接测温端叫测量端,接线端子端叫参比端,当两端存在温差时,就会在回路 中产生电流,那么两端之间就会存在 Seebeck 热电势,即塞贝克效应.

热电势的大小只与热电偶导体材质以及两端温差有关, 与热电偶导体的长度、直径无关, 热电偶的基本定律详见附录一.

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1 A B t t0 热电偶回路 热电偶示意图 1-热电偶 2-连接导线 3-显示仪表 热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点,常用于高温区域、 振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合;

但其信号输出灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号和前置放大器温度 漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化. 热电偶的分度规格及特性表 热电偶名称 分度号 温度范围(℃) 热电特性曲线图 铂铑 北京赛亿凌科技有限公司 电话

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010 62230033 30-铂铑 B 0~1600

6 铂铑10-铂S0~1300 铂铑13-铂R0~1300 镍铬-镍硅 K 0~1200 镍铬-铜镍(康铜) E 0~750 铁-铜镍(康铜) J 0~750 铜-铜镍(康铜) T -200~350 镍铬硅-镍硅镁 N 0~1200 钨铼 WRe3-WRe25 WRe5-WRe26 0~2300 热电偶的热电特性曲线(参考端0 )

10 20

30 40

200 400

600 温度t/℃

70 50

60 800

2000 1800

1600 1400

1200 1000

2200 K T J E E J T K N R S B WRe(3:25) WRe(5:26) ℃ 热电动势 E/mV 热电偶温度传感器 热电偶的允差(参考端为 0℃) 允差/温度范围 (℃) 分度号 Ⅰ级 Ⅱ级 ±1/0~1100 ±1.5/0~600 S R ±[1+0.003(t-1100)]/1100~1600 ±0.25%t/600~1600 B -/- ±0.25%t/600~1700 ±1.5/-40~375 ±2.5/-40~333 K N ±0.4%t/375~1000 ±0.75%t/333~1200 ±1.5/-40~375 ±2.5/-40~333 E ±0.4%t/375~800 ±0.75%t/333~900 ±1.5/-40~375 ±2.5/-40~333 J ±0.4%t/375~750 ±0.75%t/333~750 ±0.5/-40~125 ±1/-40~133 T ±0.4%t/125~250 ±0.75%t/133~350 WRe ±1%t 热电偶性能和参数 1.热响应时间 在温度出现阶跃变化时,热电偶的输出变化至阶跃变化值的 50%所需要的时间称为热响应时间,用τ0.5表示. 2.公称压力 一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而不破裂,实际上,公称压力不仅与保护管材料、直径、壁厚有关,还 与其结构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的流速和种类等有关. 3.热电偶最小置入深度 应不小于其保护管外径的 8~10 倍(特殊产品例外) 热电偶保护管 保护管的作用是保护感温元件,使其不与被测介质直接接触,避免或减少有害介质的侵蚀,火焰和气流的冲刷和辐射,以 及机械损伤,同时还起着固定和支撑传感器感温元件的作用.321,304 和316(316L)系列不锈钢保护管是用得最为广泛的材 料,通常使用在 900℃以下,部分产品也能用到 1150℃;

900℃以上一般使用非金属材料保护管.常用保护管材料详见附录四. 热电偶结构的分类 按照热电偶的组成结构分为热电偶测温导线、铠装热电偶、装配式热电偶. 1. 热电偶测温导线 用外带绝缘的热电偶丝材焊接而成,是测温产品里结构最为简单的一种,响应速度极快. 分度号 规格/丝径 mm 测温范围 ℃ 精度 外观 聚四氟外包/0.32 0~200 K 金属网外包/0.6 0~400 聚四氟外包/0.32 北京赛亿凌科技有限公司 电话

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010 62230033 聚四氟外包/0.2 Ⅰ级T-200~200 聚四氟外包/0.1 Ⅱ级E金属网外包/0.6 0~400 J 金属网外包/0.6 0~400 热电偶温度传感器 2. 铠装热电偶 铠装热电偶的结构原理是:由热电偶丝、高纯氧化镁和不锈钢保护管经多次复合一体拉制而成,具有能弯曲、耐高压、耐震 动、热响应时间快和坚固耐用等许多优点,可以直接测量各种生产过程中 0~800℃范围内的液体、气体介质以及固体表面的温 度.如无特别说明,我公司标准供货产品直径小于 8mm 的产品均为铠装热电偶. 铠装热电偶的三种结构形式 露端式 接壳式 绝缘式 铠装热电偶三种测量结构的比较 结构形式 特性露端式 测量端露在外面,测温响应时间最快,仅在干燥的非腐蚀介质中使用,不能在潮湿空气或液体中使用 接壳式 热电极与金属套管焊在一起,反应时间介于露端式和绝缘式之间,适用于外界信号干扰较小的场合使用 绝缘式 测量端封闭在内部,热电偶与套管之间相互绝缘,不易受外界信号干扰,是最常用的一种结构形式 铠装热电偶热响应时间(参考值) S 热响应时间τ0.5 露端式 接壳式 绝缘式 套管直径 mm 1.0