热电偶测温性能实验报告.pdfVIP

热电偶测温性能实验报告

一热电偶的工作原理，补偿方法及其应用

1热电偶的工作原理

（1）概况：热电偶是一种感温元件,热电偶的工作原理这就要从热电偶测温

原理说起。一次仪表，直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号,通过

电气仪表(二次仪表)转换成被测介质温度。热电偶测温的基本原理是两种不同

成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，

此时两端之间就存在Seebeck电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两

种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为

自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,

制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到不同的热电偶具

有不同的分度表。热电偶回路中接入第三种金属资料时,只要该资料两个接点的

温度相同,热电偶所产生的热电势将坚持不变，即不受第三种金属接入回路中的

影响。因此,热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质

的温度。B热电偶工作原理：两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)

两端接合成回路，当接合点的温度不同时，回路中就会发生电动势，这种现象称

为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度丈量

的其中，直接用作丈量介质温度的一端叫做工作端(也称为丈量端)另一端叫做冷

端(也称为弥补端)冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产

生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器，将热能转换为电能，用所产生的

热电势测量温度

（2）分类：（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶

铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，

允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，

含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用

温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使

用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性

能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合

国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”

虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为

S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。

S型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度

下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

（R型热电偶）铂铑13-铂热电偶

铂铑13-铂热电偶（R型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，

允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，

含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温

度为1600℃。

R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使

用寿命长等优点。其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能

好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当，

在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有所应用外，国内测温很少采用。

1967年至1971年间，英国NPL，美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一

项合作研究，其结果表明，R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好，我

国目前尚未开展这方面的研究。

R型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度

下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

（B型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶

铂铑30-铂铑6热电偶（B型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为

0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（BP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含

铑为30%，含铂为70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热

电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。

B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使

用寿命长，测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可