热电偶的优缺点,温度传感器测温感温线的分度号的选择

热电偶有哪些不同类型？

热电偶可以由任何两种不同的金属制成。热电偶由两条金属线之间形成的热接点定义，因为不同的金属具有不同的质量。热电偶种类繁多，在温度范围、韧性、抗振性、耐化学性和适用性等方面各有特点。

热电偶大致分为廉金属、贵金属和难熔金属。热电偶有八种基本类型。最流行的热电偶种类是

• 廉金属：J、K、T 和 E 型热电偶

• 贵金属：R、S 和 B 型热电偶

• 难熔金属：W、W5 和 W3型热电偶

热电偶类型 : 基于廉金属

K 型热电偶

• 最流行的温度传感器类型是 k 型，它具有正极（镍铬合金）和负极（镍铝镍合金）组件。

• K型偶可用于有腐蚀或氧化的区域。

• K型偶不适合在低温区工作。

• 在高温段的测量精度较好。

• 由于价格低廉和形式多样而倍受欢迎。

• 其工作温度范围为 95 °C至 1260°C。

• 其精度通常为 +/- 2.2°C（或 +/-.75%），特定误差容限为 +/- 1.1°C（或 +/- 0.4%），灵敏度范围为 (28 - 42)µV/°C。

K型热电偶的应用领域

• 干燥区域、中性化学溶液、水和温和的化学条件。

• 车辆、医院、油加热器和锅炉以及食品行业。

J 型热电偶

• 以铜镍合金康铜（负极）和铁为正极的热电偶称为J型热电偶。

• 温度范围为 -210°C 至 1200 °C，但在高温下它的使用寿命比 K 型短。

• 在价格和可靠性方面，它与 K 型相当。

• 它们的精度通常为 +/- 2.2°C（或 +/-.75%），特定误差为 +/- 1.1°C（或 +/- 0.4%），灵敏度为 (50–60 )µV/°C。 

• J 型不如 K 型常见，因为它的温度范围较窄（-40 至 +750 °C）。

• 由于突然的磁转变会导致永久性失准，因此不应在 760 °C 以上使用 J 型。

• 它适用于在逐渐降低的环境中以及存在碳和氢的情况下检测中间温度。

• 它在氧化环境中正常工作的能力因铁的存在而受到损害。

J型热电偶的应用领域

• 它用于热操作，例如聚合物和树脂的制造，以及真空、惰性和还原环境。

• 于真空、还原和氧化条件。

E型热电偶

• E 型具有正极（铬镍铁合金）和负极（康铜）成分，在某些应用中不用于氧化。

• 虽然应避免在含硫大气中使用，但这种类型的每度 EMF 最大。

• E 型特别适用于低温（低温）应用，因为它具有高输出 (68µV/°C)。

• 缺乏磁性。

• “K”型热电偶的正极与“J”型热电偶组合在一起，构成了高热电功率的热电偶。

• 适合在氧化环境中使用。

• -95 °C到 900°C 之间是它们的温度范围。其灵敏度范围为 (40 - 80) µV/°C，精度通常为 +/- 1.7°C（或 +/- 0.5%），误差限为 +/- 1.1°C（或 +/- 0.4%） ).

E型热电偶的应用领域

• 在零度以下、氧化或惰性环境中应用。

• 非常适合低温化学和制药应用

T 型热电偶

• T 型由正极（铜）和负极（康铜）部分组成。

• 在真空环境中，它们经常用于还原和氧化。

• 它在大多数大气中表现出可靠的抗分解性，并且在零度以下的温度下具有出色的稳定性。

• 它们的温度范围为 -200°C 至 350 °C。

• 具体误差限制为+/- 1.1C（或）0.4%，精度大致为+/- 2.2C（或）+/-.75%，灵敏度范围为(17-58) µV/°C。

T型热电偶的应用领域

• 低温学和其他涉及极低温度的应用通常使用 T 型热电偶，因为它具有很高的稳定性。

• 它也存在于多种实验室中。

N 型热电偶

• N 型由正极 (镍铬硅Nicrosil) 和负极 (镍硅Nisil) 组成。

• 根据温度和滞后变化，它非常耐降解。

• 它通常比其他类型的热电偶成本更高。

• 温度范围-250 °C至 +1300 °C。

• 它们的精度范围为 +/- 2.2°C（或 +/-.75%）至 +/- 1.1°C（或 +/- 0.4%），灵敏度范围为 (24 - 38) µV/°C。

• 'N 型适用于高温测量，而无需花费铂（B、R、S）型，因为它具有出色的稳定性和抗高温氧化性。

• 它越来越受欢迎，因为它被创建为“改进的”K 型。类似于用于高温的“K”型热电偶，但滞后较小。

N型热电偶的应用

• 用于具有真空或调节气氛的烤箱、熔炉和窑炉。

• 此外，铁、铝和冶炼行业，以及燃气轮机和发动机的尾气。

热电偶类型：基于贵金属

• B、R 和 S 型热电偶都是“贵金属”热电偶，具有相似的特性。

• 它们是所有热电偶中最稳定的，但由于灵敏度低（约 10 µV/°C），它们通常仅用于高温测量 (>300 °C)。

• 由于成本高和灵敏度差，B、R 和 S 型热电偶通常仅用于高温读数。

• 为了加固热电偶并避免在高温和恶劣环境下可能发生的晶粒生长故障，可以使用 HTX 铂丝代替 R 型和 S 型热电偶中的纯铂腿。

S 型热电偶

• 铂金和铑热电偶是两种贵金属，能够获取非常精确的读数。

• S型由铂铑10%正极和铂负极组成

• 由于其出色的耐高温性，它经常用于氧化环境。

• 在较低的大气层或含有金属气体的大气层中并没有真正显示出来。

• 适用于高达 1600 °C 的高温测量。

• 由于成本高和灵敏度低 (10 µV/°C)，它们不适合广泛使用。

• 由于其出色的稳定性，S 型被用作金熔点 (1064.43°C) 的校准标准。

S型热电偶的应用领域

• 在极高温度下使用时使用 S 型。

• 它在制药和生物技术领域经常遇到。

R 型热电偶

• 类似于“S”型热电偶，但使用两种金属的不同比例。

• R型正极由铂铑13%负极铂组成

• 适用于测量高达 1600 °C 的高温。

• 具体误差为 +/- 0.6°C 或 0.1%，精度为 +/- 1.5°C（或）+/-.25%，灵敏度范围为 (8 - 14) µV/°C。

• 它们不适合广泛使用，因为它们的灵敏度低 (10 µV/°C)。

• 它的成本更高，因为它含有比 S 型多近 50% 的铑。

• 与S型相比，R型的输出稍高，稳定性更好。

• 对于涉及高温的应用，有 R 型。在低温系统中，它因其高精度和可靠性而被使用。 

B型热电偶

• B型热电偶在上述所有热电偶种类中温度限制最高，广泛应用于高温领域。

• 在非常高的温度下，它们以高精度运行。

• 对于正极，它是铂金和 30% 的铑混合，而对于负极，它是铂金和 6% 的铑。

• 温度范围为 1370 °C 至 1800 °C

• 灵敏度介于 5 和 10  µV/°C 之间，精度介于 +/- 0.5% 和 +/-.25% 之间。具体误差限制在 +/- 0.25% 以内。

B型热电偶的应用领域

• 在钢铁工业中广泛使用，以密切关注炼钢过程的化学成分和温度。

热电偶类型：基于耐熔金属

• 包含化学符号为 W 的铼和钨的热电偶是唯一不受任意命名法约束的热电偶。

• 正极中铼的含量由 W 后面的数字表示。示例 对于 W5 型，正极由 95% 的钨和 5% 的铼组成。如果没有数字，正极不会有铼。

• 这些热电偶可以测量非常高的温度。

• 真空炉、氢气氛和惰性气氛是常见的应用。

• 由于脆化，它们不能在高温氧化条件下使用。

• 平均温度范围为 0 至 2315 °C，但在惰性气氛中可以增加到 2760 °C，快速观察可以增加到 3000 °C。

热电偶的种类

1. W5 或 C 型

2. W3型或D型

3. WR 型、W 型或 G 型

W 型或 G 型热电偶

• 钨铼热电偶系统的第一个组合是 G 型。

• 然而，纯钨正极腿的脆性使其受到影响。

• 这是正极腿通常以其抽出状态运输的主要原因。

• 然后热电偶会承受高工作温度（通常 > 2000°F），这会导致电动势偏移。

• 在 900°F 以上的温度下获得的更大塞贝克系数是 G 组合的主要优势。

• 这种好处的价值被现代仪器淡化了。

• 热熔炉和热处理炉都经常使用这些热电偶。

W3 型（或）D 型热电偶

• 它有一个富含 3% 铼的钨正极和一个富含 25% 铼的钨负极。

• 2,320°C 是其最高温度范围。

• W3 热电偶专为在温度极高的环境中使用而设计。

• 在存在还原剂以及存在氢气或其他惰性气体的环境中具有极强的弹性。空气和其他氧化气氛不适合与本产品一起使用。

W3（或）D型热电偶的应用

• 半导体、太阳能和航空航天领域经常使用这些热电偶。

W5 或 C 型热电偶

• C 型热电偶专为极高温度而设计，由钨铑合金 (2315 °C) 制成。

• 为避免氧化失效，热电偶材料必须在氢气、惰性或真空环境中使用。

• 最大温度范围受裸线直径、保护套的影响，并且在较小程度上受所连接的连接器或延长线的影响。

• W5 热电偶与 W3 相当，但铼的比例更高，从而增强了其对机械应力的抵抗力。

C型热电偶的应用

• 这些热电偶广泛用于各种应用，包括生产高温材料、航空航天、电力生产、军事和国防测试、半导体加工和设备以及研究。

3. 热电偶输出电压响应低温和高温。

• 下图说明了热电偶在不同温度下的电压输出。

• 重要的是要记住，基于铂的热电偶的输出非常低，这就是为什么它们的应用仅限于监测极高温度的原因。

4. 热电偶种类汇总