全面解析熱電偶與熱電阻的測量原理及應(yīng)用特性

熱電偶的測量原理是什么？

熱電偶工作原理是基于賽貝克（ seeback）效應(yīng)，即兩種不同成分的導(dǎo)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。熱電偶由兩根不同導(dǎo)線（熱電極）組成，它們的一端是互相焊接的，形成熱電偶的測量端（也稱工作端）。將它插入待測溫度的介質(zhì)中；而熱電偶的另一端 （參比端或自由端）則與顯示儀表相連。如果熱電偶的測量端與參比端存在溫度差，則顯示儀表將指出熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢。

熱電阻的測量原理是什么？

什么是鎧裝熱電偶，有什么優(yōu)點？

在 IEC1515 的標(biāo)準(zhǔn)中名稱為《 mineral insulated thermocouple cable 》，即無機礦物絕緣熱電電偶纜。將熱電極、 絕緣物和護(hù)套通過整體拉制而形成的， 外表面好像是被覆一層 “鎧裝"，故稱為鎧裝熱電偶。同一般裝配式熱電偶相比，具有耐壓高、可彎曲性能好、抗氧化性能好及使用壽命長等優(yōu)點。

熱電偶的分度號有哪幾種 ?有何特點？

熱電偶的分度號有主要有 S、R、B、N、K、E、J、T 等幾種。其中 S、R、B 屬于貴金屬熱電偶， N、K、E、J、T 屬于廉金屬熱電偶。

S分度號的特點是抗氧化性能強，宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長期使用溫度 1400℃，短期 1600℃。在所有熱電偶中， S分度號的精確度等級最高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；

R 分度號與 S分度號相比除熱電動勢大 15%左右，其它性能幾乎相同；

B 分度號在室溫下熱電動勢極小， 故在測量時一般不用補償導(dǎo)線。它的長期使用溫度為 1600℃，短期 1800℃。可在氧化性或中性氣氛中使用，也可在真空條件下短期使用。

N 分度號的特點是 1300℃下高溫抗氧化能力強，熱電動勢的長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻照及耐低溫性能也好， 可以部分代替 S 分度號熱電偶；

K 分度號的特點是抗氧化性能強， 宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長期使用溫度 1000℃，短期 1200℃。在所有熱電偶中使用廣泛；

E 分度號的特點是在常用熱電偶中，其熱電動勢最大，即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，使用溫度 0-800℃；

J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛（使用溫度上限 750℃），也可用于還原性氣氛（使用溫度上限 950℃），并且耐 H2 及 CO 氣體腐蝕，多用于煉油及化工；

T 分度號的特點是在所有廉金屬熱電偶中精確度等級最高，通常用來測量 300℃以下的溫度。

N 型熱電偶與 K 型熱電偶相比有哪些優(yōu)缺點？

N型熱電偶的優(yōu)點：

-高溫抗氧化能力強，長期穩(wěn)定性強。K 型熱電偶鎳鉻的正極中 Cr、Si 元素?fù)駜?yōu)氧化引起合金成分不均勻及熱電動勢漂移等，在 N 型熱電偶增加 Cr、Si 含量，

使鎳鉻合金的氧化模式由內(nèi)氧化轉(zhuǎn)變?yōu)橥庋趸率寡趸磻?yīng)僅在表面進(jìn)行；

-低溫短期熱循環(huán)穩(wěn)定性好，且抑制了磁性轉(zhuǎn)變；

-耐核輻射能力強。N 型熱電偶取消了 K 型中的易蛻變元素 Mn、Co，使抗中子輻照能力進(jìn)一步加強；

-在 400~1300℃范圍內(nèi)， N 型熱電偶的熱電特性的線性比 K 型好。

N型熱電偶的缺點：

-N型熱電偶的材料比K型硬，較難加工；

-價格相對較貴。N型熱電偶的熱膨脹系數(shù)要比不銹鋼低 15%，因此N型鎧裝熱電偶的外套管應(yīng)采用 NiCrSi/NiSi 合金；在 -200~400℃范圍內(nèi)非線性誤差較大。

熱電阻的引出線方式有幾種？都有什么影響？

熱電阻的引出線方式有3種：即2線制、3 線制、4 線制。

2線制熱電阻配線簡單， 但要帶進(jìn)引線電阻的附加誤差。因此不適用制造 A*精度的熱電阻，且在使用時引線及導(dǎo)線都不宜過長。

3線制可以消除引線電阻的影響，測量精度高于2線制。作為過程檢測元件，其應(yīng)用廣。

4線制不僅可以消除引線電阻的影響，而且在連接導(dǎo)線阻值相同時，還可以消除該電阻的影響。在高精度測量時，要采用4線制。