热电偶应用指南 Thermocouple Application Note 热电偶是一种流行的温度传感器。便宜,可互换,标准连接器以及较大的温度测量范围,主要的限制是精度,很难获得小于1°C的系统误差。 工作原理 How they work 1822年,一位名叫托马斯 塞贝克的爱沙尼亚内科医生意外发现了两段金属的连接端产生了电压。热电偶便是基于这种塞贝克效应的。虽然任意两种金属就可以做成一个热电偶,但是还是会采用许多标准的型号,因为它们拥有超前的电压输出和较大的温度梯度下面的图表显示的是最常用的K型热电偶
K型热电偶(铬镍合金/镍铝合金) Type K (Chromel / Alumel) K型热电偶是一种多功能的热电偶。除了成本较低之外,由于它使用的普遍性,K型热电偶还广泛的在各种探头中使用。K型热电偶可以在-200°C到1200°C的范围内使用。灵敏度约为41 µV/°C。除特殊情况,一般都选用K型热电偶。
E型热电偶(铬镍合金/镍铝合金) Type E (Chromel / Constantan) E型热电偶具有较高的输出(68 µV/°C),这非常适用于低温度的测量。(低温)另一个特性是它没有磁性。
J型热电偶(铁制/铜镍合金) Type J (Iron / Constantan) J型热电偶不及K型的使用得普遍,因为它的测量范围限制在-40°C到750°C之间。最主要的应用场合是某些不能适应新热电偶的就设备。 J型热电偶不可在760°C以上使用因为阶跃的磁性变换会导致永久性减低热电偶的测量精度。
N型热电偶(Nicrosil/Nisil) Type N (Nicrosil / Nisil) 高稳定性能与抗高温氧化性能使得N型热电偶适用于高温测量而不用使用昂贵的白金型热电偶(B,R,S型)N型热电偶作为一种改良型的K型热电偶,将会得到更加广泛的使用。B,R,S型热电偶是昂贵金属热电偶,并具有与N型相类似的特性。它们是最稳定的热电偶,但是因为它们的灵敏度较低(约10 µV/°C),所以通常仅被使用在高温测量的环境中(>300°C)。
B型热电偶(白金/金铑) Type B (Platinum / Rhodium) 适用于高达1800°C的温度测量。通常B型热电偶会在0°C与42°C有相同的输出(取决于它们的温度/电压特性曲线的形状)这使得不可用于50°C以下的温度测量。
R型热电偶(白金/金铑) Type R (Platinum / Rhodium) 适用于高达1600°C的温度测量。较低的灵敏度(10 µV/°C)以及较高的成本使得它们不能够被普遍的使用。
S型热电偶(白金/金铑) Type S (Platinum / Rhodium) 适用于高达1600°C的温度测量。低灵敏度(10 µV/°C)和较高的成本使得它们不能够被普遍的应用。但是由于它的高稳定性,S型热电偶通常被用于黄金熔点(1064.43°C)的标准测量。在选用热电偶的型号时,必须先确定你所使用的设备在相应的测量温度范围上没有被限制。以下的列表显示了8通道Pico TC-08所能测量的温度范围。 注意低灵敏度的热电偶(B,S与R型)同时也有较低的分辨率
类型 测量范围°C 0.1°C 分辨率 0.025°C 分辨率 B 20 to 1820 150 to 1820 600 to 1820 E -270 to 910 -270 to 910 -260 to 910 J -210 to 1200 -210 to 1200 -210 to 1200 K -270 to 1370 -270 to 1370 -250 to 1370 N -270 to 1300 -260 to 1300 -230 to 1300 R -50 to 1760 -50 to 1760 20 to 1760 S -50 to 1760 -50 to 1760 20 to 1760