7.3热电偶传感器说课.ppt

7.3.4 标准化热电偶 标准化热电偶：工艺上比较成熟，能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。标准化热电偶可以互相交换，精度有一定的保证。 国际电工委员会（IEC）共推荐了8种标准化热电偶 表6.3.2 标准化热电偶技术数据 热电偶名称 分度号 热电极识别 E（100,0） （mV） 测温范围（℃） 对分度表允许偏差（℃） 新 极性 识别 长期 短期 等级 使用温度 允差 铂铑10-铂 S 正 亮白较硬 0.646 0~1300 1600 Ⅲ ≤600 ±1.5℃ 负 亮白柔软 ＞600 ±0.25%t 铂铑13-铂 R 正 较硬 0.647 0~1300 1600 Ⅱ ＜600 ±1.5℃ 负 柔软 ＞1100 ±0.25%t 铂铑30-铂铑 B 正 较硬 0.033 0~1600 1800 Ⅲ 600~900 ±4℃ 负 稍软 ＞800 ±0.5%t 镍铬-镍硅 K 正 不亲磁 4.096 0~1200 1300 Ⅱ -40~1300 ±2.5℃或±0.75%t 负 稍亲磁 Ⅲ -200~40 ±2.5℃或±1.5%t 镍铬硅-镍硅 N 正 不亲磁 2.774 -200~1200 1300 Ⅰ -40~1100 ±1.5℃或±0.4%t 负 稍亲磁 Ⅱ -40~1300 ±2.5℃或±0.75%t 镍铬-康铜 E 正 暗绿 6.319 -200~760 850 Ⅱ -40~900 ±2.5℃或±0.75%t 负 亮黄 Ⅲ -200~40 ±2.5℃或±1.5%t 铜-康铜 T 正 红色 4.279 -200~350 400 Ⅱ -40~350 ±1℃或±0.75%t 负 银白色 Ⅲ -200~40 ±1℃或±1.5%t 铁-康铜 J 正 亲磁 5.269 -40~600 750 Ⅱ -40~750 ±2.5℃或±0.75%t 负 不亲磁 1. 铂铑10-铂热电偶（S型） 贵金属热电偶。电极线径规定为0.5mm， 正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金 负极（SN）为纯铂，故俗称为单铂铑热电偶。 长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。 优点：准确度高，稳定性好，测温温区和使用寿命长，物理化学性能良好，在高温下抗氧化性能好，适用于氧化和惰性气氛中。 缺点：热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，对污染敏感，贵金属材料昂贵，因此一次性投资较大。 2. 铂铑30-铂铑6（B型） 为贵金属热电偶。热偶丝线径规定为0.5mm， 正极（BP）和负极（BN）的名义化学成分均为铂铑合金，只是含量不同，故俗称为双铂铑热电偶。 长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。 优点：准确度高，稳定性好，测温温区宽，使用寿命长等，适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸汽中；参比端不需进行冷端补偿，因为在0～50℃范围内热电势小于3μV。 缺点：热电率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，抗污染能力差，贵金属材料昂贵。 3. 镍铬-镍硅热电偶（K型） 使用量最大的廉金属热电偶，用量为其他热电偶的总和 正极（KP）的名义化学成分为：Ni:Cr=90:10， 负极（KN）的名义化学化学成分为Ni:Si=97:3。 其使用温度为-200～1300℃。 优点：线性度好，热电势较大，灵敏度较高，稳定性和复现性均好，抗氧化性强，价格便宜。能用于氧化性和惰性气氛中。 K型热电偶不能在高温下直接用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中，也不能用于真空中。 4. 镍铬-铜镍热电偶（E型） 称为镍铬-康铜热电偶，也是一种廉价金属热电偶。 其正极（EP）为镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为55%的铜、45%的镍以及少量的钴、锰、铁等元素。 该热电偶电动势之大，灵敏度之高属所有标准热电偶之最，宜制成热电偶堆来测量微小温度变化。 E型热电偶可用于湿度较大的环境里，具有稳定性好，抗氧化性能高，价格便宜等优点。但不能在高温下用于硫、还原性气氛中。 标准化热电偶热电势和温度的关系 表6.3.3 标准化热电偶的特性 热电偶种类 优点 缺点 B 适于测量1000℃以上的高温 常温下热电动势极小，可不用补偿导线 抗氧化、耐化学腐蚀 在中低温领域热电动势小，不能用于600℃以下 灵敏度低 热电动势的线性不好 R、S 精度高、稳定性好，不易劣化 抗氧化、耐化学腐蚀 可作标准 灵敏度低 不适用于还原性气氛(尤其是H2、金属蒸气) 热电动势的线性不好 价格高 N 热电动势线性好 1200℃以下抗氧化性能良好 短程表序结构变化影响小 不适用于还原性气氛 同贵金属势电偶相比时效变化大 K 热电动势线