常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。
（S型熱電偶）鉑銠10-鉑熱電偶 2 q8 ^0 D1 V+ L' k2 K+ f1 n3 d
鉑銠10-鉑熱電偶（S型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（SP）的名義化學成分為鉑銠合金，其中含銠為10%，含鉑為90%，負極（SN）為純鉑，故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1300℃，短期最高使用溫度為1600℃。
S型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度最高，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等優(yōu)點。它的物理，化學性能良好，熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能，符合國際使用溫標的S型熱電偶，長期以來曾作為國際溫標的內(nèi)插儀器，“ITS-90”雖規(guī)定今后不再作為國際溫標的內(nèi)查儀器，但國際溫度咨詢委員會（CCT）認為S型熱電偶仍可用于近似實現(xiàn)國際溫標。 B" M o) d( x! J/ M a
S型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機械強度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。 : k7 S( f& j& G, i, X
（R型熱電偶）鉑銠13-鉑熱電偶 " M" v3 A) O4 H: V2 I
鉑銠13-鉑熱電偶（R型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（RP）的名義化學成分為鉑銠合金，其中含銠為13%，含鉑為87%，負極（RN）為純鉑，長期最高使用溫度為1300℃，短期最高使用溫度為1600℃。
R型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度最高，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等優(yōu)點。其物理，化學性能良好，熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中。由于R型熱電偶的綜合性能與S型熱電偶相當，在我國一直難于推廣，除在進口設備上的測溫有所應用外，國內(nèi)測溫很少采用。1967年至1971年間，英國NPL，美國NBS和加拿大NRC三大研究機構進行了一項合作研究，其結果表明，R型熱電偶的穩(wěn)定性和復現(xiàn)性比S型熱電偶均好，我國目前尚未開展這方面的研究。
R型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機械強度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。
（B型熱電偶）鉑銠30-鉑銠6熱電偶 9 `. v; m, S. e0 Z! c: k, ]/ N
鉑銠30-鉑銠6熱電偶（B型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（BP）的名義化學成分為鉑銠合金，其中含銠為30%，含鉑為70%，負極（BN）為鉑銠合金，含銠為量6%，故俗稱雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1600℃，短期最高使用溫度為1800℃。 9 o3 u9 L% t4 q" [
B型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度最高，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長，測溫上限高等優(yōu)點。適用于氧化性和惰性氣氛中，也可短期用于真空中，但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個明顯的優(yōu)點是不需用補償導線進行補償，因為在0~50℃范圍內(nèi)熱電勢小于3μV。
B型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機械強度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。 : Z6 x. Y2 l4 F% E
（K型熱電偶）鎳鉻-鎳硅熱電偶
鎳鉻-鎳硅熱電偶（K型熱電偶）是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。正極（KP）的名義化學成分為：Ni：Cr=90：10，負極（KN）的名義化學成分為：Ni：Si=97：3，其使用溫度為-200~1300℃。 / M5 t9 I/ f' R- X3 _% T' U
K型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜等優(yōu)點，能用于氧化性惰性氣氛中。廣泛為用戶所采用。
K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。 ; {0 L* r% n) o$ W% E7 E2 K+ W
（N型熱電偶）鎳鉻硅-鎳硅熱電偶
鎳鉻硅-鎳硅熱電偶（N型熱電偶）為廉金屬熱電偶，是一種最新國際標準化的熱電偶，是在70年代初由澳大利亞國防部實驗室研制成功的它克服了K型熱電偶的兩個重要缺點：K型熱電偶在300~500℃間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動勢不穩(wěn)定；在800℃左右由于鎳鉻合金發(fā)生擇優(yōu)氧化引起的熱電動勢不穩(wěn)定。正極（NP）的名義化學成分為：Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4，負極（NN）的名義化學成分為：Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1，其使用溫度為-200~1300℃。 - }* s8 n l6 y5 G: p
N型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜，不受短程有序化影響等優(yōu)點,其綜合性能優(yōu)于K型熱電偶,是一種很有發(fā)展前途的熱電偶. - Y/ j6 H. Z/ p
N型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。
（E型熱電偶）鎳鉻-銅鎳熱電偶
鎳鉻-銅鎳熱電偶（E型熱電偶）又稱鎳鉻-康銅熱電偶，也是一種廉金屬的熱電偶，正極（EP）為：鎳鉻10合金，化學成分與KP相同，負極（EN）為銅鎳合金，名義化學成分為：55%的銅，45%的鎳以及少量的錳，鈷，鐵等元素。該熱電偶的使用溫度為-200~900℃。 2 Z! `! [. z7 F' H1
E型熱電偶熱電動勢之大，靈敏度之高屬所有熱電偶之最，宜制成熱電堆，測量微小的溫度變化。對于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏，宜用于濕度較高的環(huán)境。E熱電偶還具有穩(wěn)定性好，抗氧化性能優(yōu)于銅-康銅，鐵-康銅熱電偶，價格便宜等優(yōu)點，能用于氧化性和惰性氣氛中，廣泛為用戶采用。 : x! b. L1 a, j: Y+ G. 8 U
E型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性氣氛中，熱電勢均勻性較差。 - U) g7 {0 j9 V* ]3 X* ]3 a
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（J型熱電偶）鐵-銅鎳熱電偶
鐵-銅鎳熱電偶（J型熱電偶）又稱鐵-康銅熱電偶，也是一種價格低廉的廉金屬的熱電偶。它的正極（JP）的名義化學成分為純鐵，負極（JN）為銅鎳合金，常被含糊地稱之為康銅，其名義化學成分為：55%的銅和45%的鎳以及少量卻十分重要的錳，鈷，鐵等元素，盡管它叫康銅，但不同于鎳鉻-康銅和銅-康銅的康銅，故不能用EN和TN來替換。鐵-康銅熱電偶的覆蓋測量溫區(qū)為-200~1200℃，但通常使用的溫度范圍為0~750℃
J型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，價格便宜等優(yōu)點,廣為用戶所采用。
J型熱電偶可用于真空，氧化，還原和惰性氣氛中，但正極鐵在高溫下氧化較快，故使用溫度受到限制，也不能直接無保護地在高溫下用于硫化氣氛中。
（T型熱電偶）銅-銅鎳熱電偶 6 c1 w- r# q1 G
銅-銅鎳熱電偶（T型熱電偶）又稱銅-康銅熱電偶，也是一種最佳的測量低溫的廉金屬的熱電偶。它的正極（TP）是純銅，負極（TN）為銅鎳合金，常之為康銅，它與鎳鉻-康銅的康銅EN通用，與鐵-康銅的康銅JN不能通用，盡管它們都叫康銅，銅-銅鎳熱電偶的蓋測量溫區(qū)為-200~350℃。 ) ]2 f% b: / k/ C
T型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，價格便宜等優(yōu)點,特別在-200~0℃溫區(qū)內(nèi)使用，穩(wěn)定性更好，年穩(wěn)定性可小于±3μV，經(jīng)低溫檢定可作為二等標準進行低溫量值傳遞。 ( G% F4 ^" E$ L
T型熱電偶的正極銅在高溫下抗氧化性能差，故使用溫度上限受到限制。
熱電偶的材料與種類
常用熱電偶材料.
熱電偶分度號正極 負極 熱電極材料
S 鉑銠10 純鉑
R 鉑銠13 純鉑
B 鉑銠30 鉑銠6 : F$ l9 m- y, y8 d. _
K 鎳鉻 鎳硅
T 純銅 銅鎳
J 鐵 銅鎳
N 鎳鉻硅 鎳硅 1 T" y+ G2 a" D. N& Y x- X8 |
E 鎳鉻 銅鎳
熱電偶的種類& u& S) q b: h$ R& W
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裝配熱電偶
鎧裝熱電偶
端面熱電偶
壓簧固定熱電偶# L9 A J$ ~( d9 ]; D! O g
高溫熱電偶
鉑銠熱電偶4 s$ C7 k9 F& U- O% S2 y# W: V
防腐熱電偶 c4 ^% D9 t, |3 j; W+ m. O
耐磨熱電偶
高壓熱電偶
特殊熱電偶) l" F' @8 ~& B, l# M
手持式熱電偶
微型熱電偶
貴金屬熱電偶等等。
熱電偶種類及結構形成
熱電偶種類及結構形成
熱電偶的種類
（1）常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。* k7 p8 `& {( V, c5 _+ ~8 N: W: {
（2）熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結構要求如下：/ V: t9 Q8 U" @/ h! |5 n2 a# t
①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；. D7 T% V% g* 1 a3 g& O- , d! f6 Z
②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路；
③補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
熱電偶和熱電阻的區(qū)別
偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫,盡管其作用相同都是測量物體的溫度,但是他們的原理與特點卻不盡相同。( j4 {- J; O; p! G' C8 X( v
首先，介紹一下熱電偶。熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件，他的主要特點就是測吻范圍寬,性能比較穩(wěn)定，同時結構簡單,動態(tài)響應好,更能夠遠傳4-20mA電信號,便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，又稱為塞貝克效應。 _( ?9 g/ @' G- C ~
閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成：溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同；而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導體相接觸時，因為他們的電子密度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴散，當他們達到一定的平衡后所形成的電勢。接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質(zhì)以及他們接觸點的溫度。
目前國際上應用的熱電偶具有一個標準規(guī)范，國際上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度，分別為B、R、S、K、N、E、J和T，其測量溫度最低可測零下270攝氏度，最高可達1800攝氏度，其中B、R、S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶。而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。
熱電偶的結構有兩種，普通型和鎧裝型。普通型熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護套管和接線盒等部分組成；而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配后，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。5 r1 |! B F/ @1 c4 N5 I* b
但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導線又分為補償型和延長型兩種，延長導線的化學成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤菍嶋H中，延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補償導線的紅色線，而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。
其次我們介紹一下熱電阻，熱電阻雖然在工業(yè)中應用也比較廣泛，但是由于他的測溫范圍使他的應用受到了一定的限制，熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點也很多，也可以遠傳電信號，靈敏度高，穩(wěn)定性強，互換性以及準確性都比較好，但是需要電源激勵，不能夠瞬時測量溫度的變化。
工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100、Pt10、Cu50、Cu100，鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800攝氏度，銅熱電阻為零下40到140攝氏度。熱電阻和熱電偶一樣的區(qū)分類型，但是它卻不需要補償導線，而且比熱點偶便宜。
什么是熱電偶
熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，工作原理是基于賽貝克(seeback)效應,即兩種不同成分的導體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其優(yōu)點是：
①測量精度高。因直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
②測量范圍廣。常用的從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）。
③構造簡單，使用方便。通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。
1．測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，如圖2-1-1所示。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。就是利用這一效應來工作的。
2．熱電偶的種類及結構形成
（1）熱電偶的種類
常用可分為標準和非標準兩大類。所調(diào)用標準是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。
標準化我國從1988年1月1日起，和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化為我國統(tǒng)一設計型。
(2)熱電偶的結構形式為了保證可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結構要求如下：
①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；
②兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路；
③補償導線與自由端的連接要方便可靠；
④保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
3．冷端的溫度補償
由于的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省材料，降低成本，通常采用補償導線把的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，補償導線的作用只起延伸熱電極，使的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。
在使用補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與連接端的溫度不能超過100℃。
是一種常見的溫度檢測傳感器，用于感測溫度工作原理是溫度變化其兩端電位大小不同
熱電偶是一種測溫度的傳感器，與熱電阻一樣都是溫度傳感器，但是熱電偶和熱電阻的區(qū)別主要在于：
第一，信號的性質(zhì)，熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產(chǎn)生正的或者是負的阻值變化；而熱耦，是產(chǎn)生感應電壓的變化，他隨溫度的改變而改變。
第二，兩種傳感器檢測的溫度范圍不一樣，熱阻一般檢測0-150度溫度范圍（當然可以檢測負溫度），熱耦可檢測0-1000度的溫度范圍（甚至更高）所以，前者是低溫檢測，后者是高溫檢測。
第三，從材料上分，熱阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱電偶是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢差。
是兩種不同金屬尾端焊在一齊的一種測溫元件，如鉑銠-鉑，銅-康銅等，產(chǎn)生毫伏級電壓。
