热电偶阻学习5-23

1、江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 0热电偶热电偶/ /热电阻应用学习热电阻应用学习宣讲人：周金玉宣讲人：周金玉江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 1学习沙钢精神、铸就杰创辉煌学习沙钢精神、铸就杰创辉煌 自力更生！艰苦奋斗！自力更生！艰苦奋斗！ 勇于创新！不断登攀！勇于创新！不断登攀！江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 2江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 3江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 4温度测量仪表的分类温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类，温度测量仪表按测温方式可分为接触

2、式和非接触式两大类，通常来说接触式测温仪表比较简单，可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行通常来说接触式测温仪表比较简单，可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到热平衡所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材充分的热交换，需要一定的时间才能达到热平衡所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，非接触式仪表测温元件不需与被测介质接非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，非接触式仪表测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受

3、测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快，但受到物件的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。快，但受到物件的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。温度仪表概论温度仪表概论温度是表征物体冷、热程度的物理量，反映了物体内部分子运动平均动能的大小。温度的温度是表征物体冷、热程度的物理量，反映了物体内部分子运动平均动能的大小。温度的测量只能借助于冷热不同物体间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变测量只能借助于冷热不同物体间的热交换，以及

4、物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来实现。当用以测温的标准物体化的特性来实现。当用以测温的标准物体( (温度计温度计) )与放测物体的温度达到相等时，通过测与放测物体的温度达到相等时，通过测量标准物体随温度变化的某一物理量，便可定量得出被测物体的温度数值。量标准物体随温度变化的某一物理量，便可定量得出被测物体的温度数值。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 5常用温度检测仪表的分类常用温度检测仪表的分类江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 6测温方式测温方式温度计种类温度计种类常用测温范围常用测温范围()优点优点缺点缺点接触式接触式测温仪表测温仪表膨膨胀胀

5、式式玻璃液体玻璃液体-50600结构简单结构简单，使用方便使用方便测量准确，价格测量准确，价格低廉低廉量程受玻璃质量的量程受玻璃质量的限制，易碎，不能限制，易碎，不能记录和远传记录和远传双金属双金属-80600结构结构紧凑，牢固可靠紧凑，牢固可靠精度低，量程和使精度低，量程和使用范围有限用范围有限压压力力式式液体液体-30600耐震，坚固，防爆，耐震，坚固，防爆，价格低廉价格低廉精度低、测温距离精度低、测温距离短、滞后大短、滞后大气体气体-20350蒸汽蒸汽0250热热电电偶偶铂铑铂铑-铂铂01600测温范围广，精度高测温范围广，精度高便于远距离、多点、便于远距离、多点、集中测量和自动控制集中

6、测量和自动控制需冷端温度补偿，需冷端温度补偿，在低温段测量精度在低温段测量精度较低较低镍铬镍铬-镍铝镍铝0900镍铬镍铬-考铜考铜0600热热电电阻阻铂铂-200500测温精度高，便于远测温精度高，便于远距离、多点、集中测距离、多点、集中测量和自动控制量和自动控制不能测高温，须注不能测高温，须注意环境温度的影响意环境温度的影响铜铜-50150热敏热敏-50300常用测温仪表种类及优缺点常用测温仪表种类及优缺点( (接触式接触式) )江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 7常用测温仪表种类及优缺点常用测温仪表种类及优缺点( (非接触式非接触式) )测温方式测温方式温度计种类温度计种

7、类常用测温范围常用测温范围()优点优点缺点缺点非接触式非接触式测温仪表测温仪表辐辐射射式式辐射式辐射式4002000测温时，不破坏被测温时，不破坏被测温度场测温度场低温段测量不准低温段测量不准环境条件会影响测环境条件会影响测温准确度温准确度光学式光学式7003200比色式比色式9001700红红外外线线热敏探测热敏探测-503200测温时，不能破坏测温时，不能破坏被测温度场，响应被测温度场，响应快，测温范围大，快，测温范围大，适于测温度分布适于测温度分布易受外界干扰，标易受外界干扰，标定困难定困难光电探测光电探测03500热电探测热电探测2002000江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司S

8、lide 8温度测量仪表的精度等级和分度值温度测量仪表的精度等级和分度值仪表名称仪表名称精度等级精度等级分度值分度值，双金属沮度计双金属沮度计1, 1.5, 2.50.520压力式温度计压力式温度计1, 1.5, 2.50.520玻璃液体温度计玻璃液体温度计0.52.50.110热电阻热电阻0.53110热电偶热电偶0.51520 光学高温计光学高温计11.5520辐射温度计辐射温度计(热电堆热电堆)1.5520部分辐射温度计部分辐射温度计11.5120比色温度计比色温度计11.5120江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 9温度测量仪表的分类及各类仪表的测量范围温度测量仪表的分

9、类及各类仪表的测量范围温度测量的范围很广温度测量的范围很广( (从处于接近绝对零度的低温，直至几千度的高温从处于接近绝对零度的低温，直至几千度的高温) )，需要用各种不同的温度，需要用各种不同的温度检测方法加以测量。检测方法加以测量。温度的测量通常利用一些材料或元件的性能随温度而变化的特性，通过测量该性能参数而得到被温度的测量通常利用一些材料或元件的性能随温度而变化的特性，通过测量该性能参数而得到被检测的温度。用于测量温度特性的有材料的热电动势、电阻、热膨胀、磁导率、介电常数、光学检测的温度。用于测量温度特性的有材料的热电动势、电阻、热膨胀、磁导率、介电常数、光学特性和弹性等，下表特性和弹性等

10、，下表1 1列出各类常用的测温原理以及基于这些原理设计的测温仪表，下表列出各类常用的测温原理以及基于这些原理设计的测温仪表，下表2 2列出各列出各类仪表的测温范围。类仪表的测温范围。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 10各类仪表的测温范围及主要特点各类仪表的测温范围及主要特点江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 11热电偶的工作原理热电偶的工作原理 热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, , 通过电气仪表通过电气仪表( (二次仪表二次仪表)

11、 )转换成被测介质的温度。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转换成被测介质的温度。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, ,当两端当两端存在温度梯度时存在温度梯度时, ,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势-热电动势，这就是所谓的塞贝克效应热电动势，这就是所谓的塞贝克效应（热电效应）。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，（热电效应）。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

12、势与温度的函数关系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, , 制成热电偶分度表制成热电偶分度表; ; 分度表是自由端分度表是自由端温度在温度在00时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：。其优点是： 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 测量范围广。常用的热电偶从测量范围广。常用的热电偶从-50-50+1600+1600均可边续测量，某些特殊热电

13、偶最低可测到均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-69-69( (如金铁镍铬如金铁镍铬）, ,最高可达最高可达+2800+2800（如钨（如钨- -铼）。铼）。 构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制, ,外有保护套管外有保护套管, ,用起来非常方便。用起来非常方便。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 12热电偶工作原理图热电偶工作原理图江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 13 从理论上讲任意两种不同材料的均质导体或半导体焊接在一起都能产生

14、热电势，但是实际应用中仅能产生从理论上讲任意两种不同材料的均质导体或半导体焊接在一起都能产生热电势，但是实际应用中仅能产生热电势是不够的，热电极还必须满足一系列的计量技术要求。热电势是不够的，热电极还必须满足一系列的计量技术要求。 测温范围内物理、化学性质稳定，即热电特性不随时间变化。测温范围内物理、化学性质稳定，即热电特性不随时间变化。 相同冷、热端温差下能产生的热电势尽可能大，热电特性尽可能接近线性。相同冷、热端温差下能产生的热电势尽可能大，热电特性尽可能接近线性。 电阻温度系数小，热电极的电阻随温度变化不大，不会对测量造成大的影响。电阻温度系数小，热电极的电阻随温度变化不大，不会对测量造

15、成大的影响。 材料的延展性好，便于生产，复现性好。材料的延展性好，便于生产，复现性好。 基于以上的各种要求，实际生产中常用的热电极材料可分成四类：廉价金属，如铁、铜等；贵金属，如铂基于以上的各种要求，实际生产中常用的热电极材料可分成四类：廉价金属，如铁、铜等；贵金属，如铂等；难熔金属，如钨、铼等；非金属材料，如石墨等。由这些热电极构成的热电偶，按电动势与温度的关等；难熔金属，如钨、铼等；非金属材料，如石墨等。由这些热电极构成的热电偶，按电动势与温度的关系可分成两类：一大类是具有统一的分度号、分度表，满足生产过程的基本要求，这类热电偶称为标准化系可分成两类：一大类是具有统一的分度号、分度表，满足

16、生产过程的基本要求，这类热电偶称为标准化热电偶，也叫定型热电偶；另一类没有统一的热电偶，也叫定型热电偶；另一类没有统一的 分度号，是为了满足生产过程中特殊的使用场合而生产的，称为非标准化热电偶，也叫未定型热电偶。国分度号，是为了满足生产过程中特殊的使用场合而生产的，称为非标准化热电偶，也叫未定型热电偶。国际电工委员会际电工委员会(IEC)(IEC)在在19771977年制定了标准热电偶的国际统一标准。此后，我国也制定了相应的国家标准。年制定了标准热电偶的国际统一标准。此后，我国也制定了相应的国家标准。从从19881988年年1 1月月1 1日起，我国的热电偶均按日起，我国的热电偶均按IECIE

17、C标准设计、生产。目前标准设计、生产。目前IECIEC推荐的标准化热电偶有推荐的标准化热电偶有8 8种，见下表种，见下表。 注注:1.:1.表中温度表中温度t t表示测量端温度表示测量端温度;2.;2.允许偏差有两种表示方法，采用二者计算值较大的那个。允许偏差有两种表示方法，采用二者计算值较大的那个。热电偶的种类热电偶的种类江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 14江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 15 8 8种标准化热电偶中，最常使用的是铂铑种标准化热电偶中，最常使用的是铂铑10-10-铂热电偶和镍铬一镍硅热电偶。铂热电偶和镍铬一镍硅热电偶。特殊工况下，特殊工

18、况下，需要一些特殊的热需要一些特殊的热电偶电偶非标准化热电偶。这类热电偶没有统一的分度号、分度表，常见的非标准化热电偶特性见下表。非标准化热电偶。这类热电偶没有统一的分度号、分度表，常见的非标准化热电偶特性见下表。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 16 按热电偶的结构可以将热电偶分为普通插入式热电偶和特殊热电偶。按热电偶的结构可以将热电偶分为普通插入式热电偶和特殊热电偶。 (1)(1)普通插入式热电偶普通插入式热电偶一般做成棒状，由热电极、绝缘子、保护套普通插入式热电偶普通插入式热电偶一般做成棒状，由热电极、绝缘子、保护套 管及接线盒四部分组成，见下图。管及接线盒四部分组成，

19、见下图。 热电极是热电偶的测量部分，一般做成丝状。热电极是热电偶的测量部分，一般做成丝状。 绝缘子用作热电极之间、热电极与保护套管之间的电气绝缘，常用氧化铝管或耐火绝缘子用作热电极之间、热电极与保护套管之间的电气绝缘，常用氧化铝管或耐火 陶瓷。陶瓷。 保护套管在热电极和绝缘子外面，作用是隔离热电极和被测介质，防止热电极受到化学腐蚀或机械损伤。保护套管在热电极和绝缘子外面，作用是隔离热电极和被测介质，防止热电极受到化学腐蚀或机械损伤。其结构形式主要有直形、锥形和其结构形式主要有直形、锥形和9090。角形。为了将热电偶安装到被测对象上，保护套管上附有固定装置。角形。为了将热电偶安装到被测对象上，保

20、护套管上附有固定装置。常见的固定形式有螺纹安装、法兰安装、焊接安装和无固定安装几种。常见的固定形式有螺纹安装、法兰安装、焊接安装和无固定安装几种。 接线盒内有接线端子，热电偶和导线连接通过接线端子连接在一起，接线盒可以保接线盒内有接线端子，热电偶和导线连接通过接线端子连接在一起，接线盒可以保 护接线端子。接线盒通常由铝合金制成，分普通式、防溅式、防水式、防爆式、插座式等。护接线端子。接线盒通常由铝合金制成，分普通式、防溅式、防水式、防爆式、插座式等。热电偶的结构热电偶的结构江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 17热电偶的结构形式热电偶的结构形式要求：要求：为了保证热电偶可靠、稳

21、定地工作，对它的结构要求如下：为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 18热电偶元件的通常结构热电偶元件的通常结构江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 19常用热电偶测量端焊点的形式绝缘套管

22、常用热电偶测量端焊点的形式绝缘套管江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 20常用绝缘套管的材料常用绝缘套管的材料为使用方便，通常将绝缘材料制成为使用方便，通常将绝缘材料制成圆形或椭圆形管状绝缘套管，其结圆形或椭圆形管状绝缘套管，其结构形式如图所示，通常为单孔、双构形式如图所示，通常为单孔、双孔、四孔以及其他特殊的规格。孔、四孔以及其他特殊的规格。材料名称材料名称使用温度上限使用温度上限材料名称材料名称使用温度上限使用温度上限聚乙烯聚乙烯80玻璃和玻璃纤维玻璃和玻璃纤维400聚四氟乙烯聚四氟乙烯250高纯氧化铝高纯氧化铝1600天然橡胶天然橡胶6080石英石英1100聚全过程氟乙烯

23、聚全过程氟乙烯200陶瓷陶瓷1200硅橡胶硅橡胶250300氧化钍氧化钍2500江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 21材料材料名称名称熔点熔点长期使用长期使用温度温度铜铜1084350低碳钢低碳钢(20)600不锈钢不锈钢(1Cr18Ni9Ti)1400900高铬铸铁高铬铸铁(28Cr)14801100高温钢高温钢(Cr25Ti)1000高温不锈钢高温不锈钢(cH40)1200石英石英17501100氧化铝氧化铝20501600氧化镁氧化镁2000氧化铍氧化铍25302100氧化锆氧化锆26002400碳化硅碳化硅23001700热电偶保护管热电偶保护管保护管用来延长热电偶的

24、使用寿命，使之免受化学保护管用来延长热电偶的使用寿命，使之免受化学和机械损伤。保护管应具有以下性能：和机械损伤。保护管应具有以下性能：(1)(1)耐高温，在热电偶温度测量上限使用时不产生耐高温，在热电偶温度测量上限使用时不产生变质和变形，在高温下抗氧化性能好。变质和变形，在高温下抗氧化性能好。(2)(2)耐腐蚀，在用于酸性或碱性以及在具有腐蚀性耐腐蚀，在用于酸性或碱性以及在具有腐蚀性介质中测量温度保证有一定的寿命。介质中测量温度保证有一定的寿命。(3)(3)气密性好，可以防止外界有害介质渗入保护管气密性好，可以防止外界有害介质渗入保护管内部，以免热电极变质。内部，以免热电极变质。(4)(4)导

25、热性能好，以减小热电偶的时间常数。导热性能好，以减小热电偶的时间常数。(5)(5)具有足够的机械强度，有一定的抗弯具有足够的机械强度，有一定的抗弯以及以及抗压抗压性，并具有一定的耐温度剧变的性能。性，并具有一定的耐温度剧变的性能。常用保护管材料见右表常用保护管材料见右表江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 22中低温套管材料与使用温度中低温套管材料与使用温度高温的套管材料与使用温度高温的套管材料与使用温度江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 23热电偶接线盒热电偶接线盒接线盒用于固定接线座和连接外接导线，起着使热电偶免受外界侵蚀和外接导线与接线盒用于固定接线座和连接

26、外接导线，起着使热电偶免受外界侵蚀和外接导线与接线柱良好接触的作用。接线柱良好接触的作用。热电极、绝缘套管和接线座组成热电偶的感温元件，一般制成通用性部件，可以装热电极、绝缘套管和接线座组成热电偶的感温元件，一般制成通用性部件，可以装在不同的保护管和接线盒中：在不同的保护管和接线盒中：接线座将感温元件固定在接线盒上，其材料一般使用耐火陶瓷。接线座将感温元件固定在接线盒上，其材料一般使用耐火陶瓷。接线盒一般由铝合金制成，根据被测介质温度对象和环境条件要求，设计有普通型接线盒一般由铝合金制成，根据被测介质温度对象和环境条件要求，设计有普通型、防溅型、防水型和防爆型等四种结构形式，其结构特点及用途见

27、下表、防溅型、防水型和防爆型等四种结构形式，其结构特点及用途见下表江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 24江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 25普通热电偶的结构形式普通热电偶的结构形式普通热电偶根据保护管形式、固定装置形式和接线盒类型组装而成，普通热电偶根据保护管形式、固定装置形式和接线盒类型组装而成，下下表中是常用装配表中是常用装配式热电偶的结构形式。式热电偶的结构形式。保护管保护管形式形式固定装置形式固定装置形式特点及用途特点及用途直形直形无固定装置无固定装置保护管材料为金属和非金属两种保护管材料为金属和非金属两种适用于常压、温度测量点经常移动适用于常压、

28、温度测量点经常移动或临时需要进行测温的设备上或临时需要进行测温的设备上直形直形带加固管的无固定带加固管的无固定装置装置保护管的插入部分为非金属材料，保护管的插入部分为非金属材料，不插入部分加装金属加固管不插入部分加装金属加固管适用场合同直形无固定装置适用场合同直形无固定装置直形直形活动法兰活动法兰保护管为金属材料，带活动法兰保护管为金属材料，带活动法兰适用于常压、插入深度经常需要变适用于常压、插入深度经常需要变化的设备上化的设备上直形直形固定法兰固定法兰保护管为金属材料，带固定法兰保护管为金属材料，带固定法兰适用于压力为适用于压力为38MPa以下的设备以下的设备上测温上测温江苏杰创科技有限公司

29、江苏杰创科技有限公司Slide 26保护管保护管形式形式固定装置形式固定装置形式特点及用途特点及用途直形直形固定螺纹固定螺纹保护管为金属材料，带固定螺纹保护管为金属材料，带固定螺纹适用于压力为适用于压力为63MPa以下的设备以下的设备上测温上测温锥形锥形固定螺纹固定螺纹保护管为金属材料，带固定螺纹的保护管为金属材料，带固定螺纹的锥形高强度结构适用于压力为锥形高强度结构适用于压力为196MPa以下，液体、气体或蒸气流速以下，液体、气体或蒸气流速为为80ms以下的设备上测温以下的设备上测温锥形锥形焊接焊接保护管为金属材料，用附加套管将保护管为金属材料，用附加套管将热电偶焊接在设备上热电偶焊接在设备

30、上，适用场合同适用场合同锥形固定螺纹锥形固定螺纹角形角形活动法兰活动法兰保护管为金属材料。活动法兰可以保护管为金属材料。活动法兰可以使插入深度能根据需要变化使插入深度能根据需要变化，适用适用于无法从侧面开孔以及顶上辐射热于无法从侧面开孔以及顶上辐射热很高的设备测温很高的设备测温l l一插入深度；一插入深度；lolo一不插入部分长度。一不插入部分长度。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 27铠装热电偶铠装热电偶 铠装热电偶是将热电偶丝、绝缘材料以及金属套管经整体复铠装热电偶是将热电偶丝、绝缘材料以及金属套管经整体复合拉伸工艺加工而成可弯曲的坚实组合体。如图所示，铠装合拉伸工艺加工

31、而成可弯曲的坚实组合体。如图所示，铠装热电偶的结构形式和外表与普通热电偶相仿，内有单支、双热电偶的结构形式和外表与普通热电偶相仿，内有单支、双支或多支感温元件。支或多支感温元件。 铠装热电偶由于体积小，热容量小，可挠性好，强度高产因铠装热电偶由于体积小，热容量小，可挠性好，强度高产因此具有动态响应快、柔软性好、安装方便、耐压、耐震、耐此具有动态响应快、柔软性好、安装方便、耐压、耐震、耐冲击等特点，被广泛应用于工业生产过程。冲击等特点，被广泛应用于工业生产过程。 我国已生产我国已生产S S型、型、R R型、型、B B型、型、K K型、型、E E型和型和J J型等铠装热电偶，型等铠装热电偶，外直径

32、从外直径从O.12O.1212mm12mm不等，套管长度可以长达不等，套管长度可以长达500m500m，根据需，根据需要自由选取。要自由选取。 金属套管的材料金属套管的材料 金属套管是对热电偶起保护和支撑作用的，要依据使用温度加以选择。低温下可用铜作套管；中温范围常用金属套管是对热电偶起保护和支撑作用的，要依据使用温度加以选择。低温下可用铜作套管；中温范围常用不同牌号的耐热抗腐蚀的奥氏体不锈钢不同牌号的耐热抗腐蚀的奥氏体不锈钢(1CrlSNi9Ti)(1CrlSNi9Ti)和镍基高温合金和镍基高温合金(GH30)(GH30)作套管；高温下可用钼、钽和铂作套管；高温下可用钼、钽和铂铑合金作套管。

33、下表分别为铑合金作套管。下表分别为8 8种标准尺寸铠装热电偶的中低温套管材料及高温的套管材料与使用温度。种标准尺寸铠装热电偶的中低温套管材料及高温的套管材料与使用温度。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 28 绝缘材料的作用是保证偶丝和套管之间的电气绝缘。一般规定，套管外径绝缘材料的作用是保证偶丝和套管之间的电气绝缘。一般规定，套管外径lmmlmm以上的铠装热电偶，在加以上的铠装热电偶，在加500V500V直流电压时的绝缘电阻应达到直流电压时的绝缘电阻应达到1000M1000M 选择绝缘材料要考虑电气性能及对偶丝的化学作用，国外一般常用的绝缘材料为氧化镁、氧化铝、氧选择绝缘材料

34、要考虑电气性能及对偶丝的化学作用，国外一般常用的绝缘材料为氧化镁、氧化铝、氧化锆、氧化铍和氧化钍等，我国产品中绝大多数采用氧化镁。化锆、氧化铍和氧化钍等，我国产品中绝大多数采用氧化镁。铠装热电偶绝缘材料铠装热电偶绝缘材料 根据被测介质的温度高低、化学根据被测介质的温度高低、化学f f生质以及所需时间常数的大小等要求，铠装热电偶测量端的常用结构生质以及所需时间常数的大小等要求，铠装热电偶测量端的常用结构形式见下表形式见下表铠装热电偶测量端的结构形式铠装热电偶测量端的结构形式江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 29江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 30 由于铠装热

35、电偶的直径很小，普通工业电偶的安装固定装置不适用，必须根据它的特点重新设计。下表为常用由于铠装热电偶的直径很小，普通工业电偶的安装固定装置不适用，必须根据它的特点重新设计。下表为常用的铠装热电偶的安装固定形式。的铠装热电偶的安装固定形式。铠装热电偶安装固定形式铠装热电偶安装固定形式江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 31 在热电偶和测量仪表配套时，热电极的阻值和电阻温度系数是有用的数据。由于铠装热电偶的偶丝较细，不能在热电偶和测量仪表配套时，热电极的阻值和电阻温度系数是有用的数据。由于铠装热电偶的偶丝较细，不能忽略热电极电阻对测量结果的影响。当铠装热电偶的直径已知时，偶丝的直径

36、也就决定了，下表中列出铠装热忽略热电极电阻对测量结果的影响。当铠装热电偶的直径已知时，偶丝的直径也就决定了，下表中列出铠装热电偶的偶丝直径与电阻的关系。电偶的偶丝直径与电阻的关系。铠装热电偶偶丝直径与电阻的关系铠装热电偶偶丝直径与电阻的关系江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 32由于热容和热阻的存在，测量温度时热电偶有热惰性通常用时问常数来表示。铠装式热电偶的由于热容和热阻的存在，测量温度时热电偶有热惰性通常用时问常数来表示。铠装式热电偶的时间常数要比装酝式热电偶小，下表中列出不同测量端形式的时间常数时间常数要比装酝式热电偶小，下表中列出不同测量端形式的时间常数：铠装热电偶时间

37、常数铠装热电偶时间常数江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 33 铠装热电偶参比端连接补偿导线的接线盒的结构，是根据各种不同的使用条件设计的，其结构见下图铠装热电偶参比端连接补偿导线的接线盒的结构，是根据各种不同的使用条件设计的，其结构见下图铠装热电偶时间常数参比端铠装热电偶时间常数参比端(接线盒接线盒)形式形式江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 34热电偶型号命名方法热电偶型号命名方法江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 35江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 36江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 37热电偶冷端的

38、温度补偿热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪

39、表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度来补偿冷端温度t00t00时对测温的影响。时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过端的温度不能超过100100。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 38使用冷端温度补偿器时要注意以下几点。使用冷端温度补偿器时要注意以下几点。热电偶与冷端温度补偿器一定要配套。热电偶

40、与冷端温度补偿器一定要配套。冷端温度补偿器接入测温系统时正、负极不能接错。冷端温度补偿器接入测温系统时正、负极不能接错。显示仪表的零位要调整到冷端温度补偿器的平衡点温度。显示仪表的零位要调整到冷端温度补偿器的平衡点温度。由于冷端温度补偿器的输出电压与相应热电偶的热电特性不完全相同，因此，补偿电桥由于冷端温度补偿器的输出电压与相应热电偶的热电特性不完全相同，因此，补偿电桥在补偿温度范围内只有在两个点完全补偿，其他点上不能完全补偿，会引入一定的测量误在补偿温度范围内只有在两个点完全补偿，其他点上不能完全补偿，会引入一定的测量误差。差。(6)(6)软件处理法在计算机系统中，可以采用软件处理法进行冷端

41、温度补偿。利用其他温度软件处理法在计算机系统中，可以采用软件处理法进行冷端温度补偿。利用其他温度传感器将冷端温度传感器将冷端温度t t。送入计算机，按照预先设定的程序自动补偿冷端温度。送入计算机，按照预先设定的程序自动补偿冷端温度。实际热电偶测温回路中常常是将多种补偿方式结合使用，最大程度地减小冷端温度波动给实际热电偶测温回路中常常是将多种补偿方式结合使用，最大程度地减小冷端温度波动给测量带来的影响。测量带来的影响。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 39热电偶常见故障及处理方法热电偶常见故障及处理方法故障现象故障现象可能原因可能原因 处理方法处理方法热电势比实际热电势比实际值

42、小值小(显示仪显示仪表指示值偏低表指示值偏低)热电极短路热电极短路找出短路原因：如因潮湿造成短路，需要找出短路原因：如因潮湿造成短路，需要干燥热电极；如因绝缘子损坏导致短路，干燥热电极；如因绝缘子损坏导致短路，需更换绝缘子需更换绝缘子热电偶的接线柱处积灰造成短路热电偶的接线柱处积灰造成短路清扫积灰清扫积灰补偿导线线间短路补偿导线线间短路找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线热电极变质热电极变质长度允许时剪去变质段，重新焊接，或者长度允许时剪去变质段，重新焊接，或者更换热电偶更换热电偶补偿导线与热电偶极性接反补偿导线与热电偶极性接反重接热电偶和补偿导线重接热电偶和补

43、偿导线补偿导线与热电偶不配套补偿导线与热电偶不配套更换配套的补偿导线更换配套的补偿导线冷端温度补偿器与热电偶不配套冷端温度补偿器与热电偶不配套更换配套的冷端温度补偿器更换配套的冷端温度补偿器冷端温度补偿器与热电偶极性接反冷端温度补偿器与热电偶极性接反重接热电偶和冷端温度补偿器重接热电偶和冷端温度补偿器显示仪表与热电偶不配套显示仪表与热电偶不配套更换配套的显示仪表更换配套的显示仪表显示仪表未进行机械零点校正显示仪表未进行机械零点校正正确进行仪表机械零点调整正确进行仪表机械零点调整热电偶安装位置不当或插入深度不符合要热电偶安装位置不当或插入深度不符合要求求按规定重新安装按规定重新安装江苏杰创科技有

44、限公司江苏杰创科技有限公司Slide 40接上表接上表故障现象故障现象可能原因可能原因 处理方法处理方法热电势比实热电势比实际值大际值大(显示显示仪表指示值仪表指示值偏高偏高)补偿导线与热电偶不配套补偿导线与热电偶不配套更换配套的补偿导线更换配套的补偿导线显示仪表与热电偶不配套显示仪表与热电偶不配套更换配套的显示仪表更换配套的显示仪表冷端温度补偿器与热电偶不配套冷端温度补偿器与热电偶不配套更换配套的冷端温度补偿器更换配套的冷端温度补偿器有直流干扰信号有直流干扰信号找到干扰源，消除直流干扰信号找到干扰源，消除直流干扰信号热电势输出热电势输出不稳定不稳定热电偶接线柱与热电极接触不良热电偶接线柱与热

45、电极接触不良拧紧接线柱螺钉拧紧接线柱螺钉热电偶测量线路绝缘破损，引起断续热电偶测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地短路或接地找出故障点，修复绝缘找出故障点，修复绝缘热电偶安装不牢或外部振动热电偶安装不牢或外部振动紧固热电偶，消除振动或采用减振措施紧固热电偶，消除振动或采用减振措施热电极将断未断热电极将断未断修复或更换热电偶修复或更换热电偶外界干扰外界干扰(如交流漏电、电磁场等如交流漏电、电磁场等)找出干扰源，采取屏蔽措施找出干扰源，采取屏蔽措施热电势误差热电势误差大大热电极变质热电极变质更换热电偶更换热电偶热电偶安装位置不当热电偶安装位置不当更换安装位置更换安装位置保护套管表面积灰保护套管表面

46、积灰清除积灰清除积灰江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 41专用专用热电偶品类较多，一般常见的有如下几种专用专用热电偶品类较多，一般常见的有如下几种多点式热电偶多点式热电偶薄膜热电偶薄膜热电偶隔爆热电偶隔爆热电偶表面热电偶表面热电偶消耗型热电偶消耗型热电偶压簧固定式热电偶压簧固定式热电偶拱顶热电偶拱顶热电偶吹气型热电偶吹气型热电偶其它专用热电偶其它专用热电偶江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 42 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测仪器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电热电阻是中低温区最常用的一种温度检测仪器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。

47、其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻是利用物质在温度变化于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度梯度存在时，所测

48、得的温度是感温元件所在范围地绕在绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，工业用热电阻分内介质层中的平均温度。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，工业用热电阻分铂热电阻和铜热电阻两大类。此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。铂热电阻和铜热电阻两大类。此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 线绕铂电阻线绕铂电阻( (云母、陶瓷、玻璃云母、陶瓷、玻璃) )：用：用0.020.020.04mm0.04mm高纯铂丝绕制成一个铂丝绕组，双支铂电阻主要高纯铂

49、丝绕制成一个铂丝绕组，双支铂电阻主要用于需要用二套显示、记录或调节仪同时检测同一地点温度的场合。用于需要用二套显示、记录或调节仪同时检测同一地点温度的场合。 WZCWZC型铜电阻的感温元件是一个铜丝绕组。型铜电阻的感温元件是一个铜丝绕组。 薄膜铂电阻薄膜铂电阻: :用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在2m2m以内，用玻璃烧结料把以内，用玻璃烧结料把Ni(Ni(或或Pd)Pd)引线固定，经激光调阻制成薄膜元件。引线固定，经激光调阻制成薄膜元件。热电阻的工作原理热电阻的工作原理江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 43铂电阻

50、元件的一般外形结构铂电阻元件的一般外形结构江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 44陶瓷电阻一般外形结构陶瓷电阻一般外形结构江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 45铜电阻一般外形结构铜电阻一般外形结构江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 46热电阻接线图热电阻接线图单支二线制图单支二线制图 单支三线制图单支三线制图 单支四线制图单支四线制图江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 47热电阻的分类、选型、不同型号的优缺点及最佳使用场合热电阻的分类、选型、不同型号的优缺点及最佳使用场合 热电阻的结构热电阻的结构 （1 1）普通型热电阻）普通型

51、热电阻 从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。线制。 （两线制：两根线及传输电源又传输信号（两线制：两根线及传输电源又传输信号, ,也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源是从也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载。外部

52、引入的，和负载串联在一起来驱动负载。 三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离，但它们共用一个分离，但它们共用一个COMCOM端。端。 四线制：电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。）四线制：电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。） （2 2）铠装热电阻）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体它的外径一般铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体它的外径一般为为2-8mm2-8mm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：体积小，内部无空

53、气隙，热惯性上，测量滞后。与普通型热电阻相比，它有下列优点：体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；机械性能好、耐振，抗冲击；能弯曲，便于安装使用寿命长。小；机械性能好、耐振，抗冲击；能弯曲，便于安装使用寿命长。 （3 3）端面热电阻）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，它与一般轴向热电阻相比，能端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 （4 4）隔爆型热电阻

54、）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于BlaB3cBlaB3c级区内具有爆炸危险场级区内具有爆炸危险场所的温度测量。所的温度测量。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 48热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点：热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以

55、下两点： 热电阻和显示仪表的分度号必须一致热电阻和显示仪表的分度号必须一致 为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法 热电阻顾名思义，它的电阻的阻值是随着温度变化而变化的，比如，用线性比较好的铂丝、铜丝作的热电阻顾名思义，它的电阻的阻值是随着温度变化而变化的，比如，用线性比较好的铂丝、铜丝作的电阻。工业用热电阻一般采用电阻。工业用热电阻一般采用Pt100,Pt10,Pt1000Pt100,Pt10,Pt1000、Cu50,Cu100,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800200

56、-800摄氏度，铜热电阻为零下摄氏度，铜热电阻为零下4040到到140140摄氏度。摄氏度。 如用铂丝做成的热电阻，其分度号称如用铂丝做成的热电阻，其分度号称Pt100Pt100。就是说它的阻值在。就是说它的阻值在0 0度时为度时为100100欧姆，负欧姆，负200200度时为度时为18.5218.52欧姆，欧姆，200200度时为度时为175.86175.86欧姆，欧姆，800800度时为度时为375.70375.70欧姆。欧姆。 比如用铜丝作的热电阻，分度号比如用铜丝作的热电阻，分度号Cu50Cu50。它在。它在0 0度时，阻值是度时，阻值是5050欧姆，欧姆，100100度时是度时是71

57、.40071.400欧姆。欧姆。 热电阻公式都是热电阻公式都是Rt=Ro(1+ARt=Ro(1+A* *t+Bt+B* *t t* *t);Rt=Ro1+At);Rt=Ro1+A* *t+Bt+B* *t t* *t+C(t-100)t+C(t-100)* *t t* *t t* *t t 的形式的形式, ,t t表示摄氏温度表示摄氏温度，RoRo是零摄氏度时的电阻值，是零摄氏度时的电阻值，A A、B B、C C都是规定的系数，对于都是规定的系数，对于Pt100,RoPt100,Ro就等于就等于100100。 分度号定义：代表温度范围，且代表每种分度号的热电偶或热电阻具体多少温度输出多少伏特的

58、电压分度号定义：代表温度范围，且代表每种分度号的热电偶或热电阻具体多少温度输出多少伏特的电压或者毫伏的电压。或者毫伏的电压。热电阻测温系统的组成热电阻测温系统的组成江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 49热电阻型号命名方法热电阻型号命名方法江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 50江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 51江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 52故障现象故障现象可能原因可能原因处理方法处理方法显示仪表指示值比实际值低或显示仪表指示值比实际值低或示值不稳示值不稳保护臂内有金属屑、灰尘、接保护臂内有金属屑、灰尘、接线柱之间

59、脏污及热电阻短路线柱之间脏污及热电阻短路(水水滴等滴等)除去金屑，清扫灰尘、水滴等除去金屑，清扫灰尘、水滴等找到短路点，加强绝缘等找到短路点，加强绝缘等显示仪表指示无穷大显示仪表指示无穷大热电阻或引出线断路及接线端热电阻或引出线断路及接线端子松开等子松开等更换电阻体，或焊接及拧紧线更换电阻体，或焊接及拧紧线螺缝等螺缝等阻值与温度关系有变化阻值与温度关系有变化热电阻丝材料受腐蚀变质热电阻丝材料受腐蚀变质更换电阻体更换电阻体(热电阻）热电阻）显示仪表指示负值显示仪表指示负值显示仪表与热电阻接线有错，显示仪表与热电阻接线有错，或热电阻有短路现象或热电阻有短路现象改正接线，或找出短路处，加改正接线，或

60、找出短路处，加强绝缘强绝缘热电阻常见故障处理热电阻常见故障处理江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 53热电阻安装注意事项：热电阻安装注意事项：为了保证热电阻可靠、稳定地工作，对它的要求如下：为了保证热电阻可靠、稳定地工作，对它的要求如下：热电阻和显示仪表的分度号必须一致。热电阻和显示仪表的分度号必须一致。为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。江苏杰创科技有限公司江苏杰创科技有限公司Slide 54双金属温度计原理简述双金属温度计原理简述双金属温度计是利用不同金属膨胀系数不同的原理，双金属双金属温度计是利用不同金属