单通道热电偶温度记录仪

一、冷库温度记录仪概述　　冷库温度记录仪是一种采用微处理器和5.6英寸TFT液晶显示屏的新一代多功能无纸记录仪。　　冷库温度记录仪具有32路模拟量万能输入、4路模拟量变送输出、32路报警输出、32路配电输出，可实现信号采集、显示、处理、记录、积算、报警、配电等功能；采用全中文操作界面和快速旋钮，实现人性化操作；采用RS-232/RS-485通讯接口，可实现远程监控；内置64MB NAND FLASH作为历史数据的存储介质，可通过CF卡实现数据转存。适用于冶金、石油、化工、建材、造纸、食品、制药、热处理和水处理等各种工业现场。二、冷库记录仪使用方法　　冷库温度记录仪最多可以连接32通道，即可以同时连接32路温度，记录的数据曲线可以在仪器仪表上显示，也可以通过U盘(CF卡)连接到电脑上，通过电脑上的数据分析软件来分析研究现场数据。 三、冷库记录仪技术指标　　通道数 ： 最多32 通道，万能信号输入　　输入信号类型：　　Ⅱ型标准信号：(0~10)mA、(0~5)V　　Ⅲ型标准信号：(4~20)mA、(1~5)V　　11 种热电偶：B、E、J、K、S、T、R、N、WRe5-26、WRe3-25、EA-2　　3 种热电阻：Pt100、Cu50、JPt100　　其它非标准信号：(0~20)mV、(0~100)mV、(-10~10)V、(0~10)V、(-5~5)V、(0~1)V 和(0.2~1)V　　B型热电偶 ： 温度范围 600~1800 ℃　　J型热电偶 ： 温度范围 -200~1200℃　　K型热但偶 ： 温度范围 -100~1300

想请教一下大家，热电偶都是用的什么牌子的？我们想采购四通道，并且有纸温度记录仪。

温度数据记录仪是专门设计用于超低功耗，超长时间温度数据记录的数据记录仪。温度数据记录仪可以按照组态时间间隔定时采集记录温度参数，并可将采集记录的数据传送给计算机进行处理，绘制图表。温度数据记录仪选用进口传感器、进口高能锂电池供电，采用低功耗技术设计，无需外部电源，体积小巧、整机功耗小、精度高，可连续工作三年以上。 温度数据记录仪设计新颖，能满足各种记录需求，操作简单、性能可靠。能以图表、曲线、报表等形式输出数据，进行数据的分析统计，并能将数据短信的方式传输。温度数据记录仪可多次重复使用，均可直接选择接收多种热电偶、热电阻、压力变送器、电压、电流信号，并可对被测信号进行数字显示及进行趋势记录和数字记录。 温度数据记录仪可以应用在医药行业，包括药品车间、仓库、药店等环境温度的观测记录，应用在食品行业，包括食品车间、仓库等环境温度的观测记录，应用在电子行业，包括电子车间、洁净环境、机房等环境温度的观测记录。数据温度记录仪广泛应用于农业实验室、工业、环保、卫生防疫、仓储运输、博物馆、精密电子、医药、食品、农林业、仓库、机房、冷库等领域。

各种无纸记录仪接线方法通讯线的连接RS-485通讯线的连接　　RS485通讯线请使用屏蔽双绞线，通讯线长度不能超过1000米。在通讯线长度大于100米的条件下进行通讯时，为减少反射和回波，必须增加阻值为120欧姆的终端匹配电阻，终端匹配电阻应加在RS485通讯线的最远两端。1.RS-232通讯线的连接　　RS232通讯接口位于仪表的背面，它不仅可以和计算机之间进行通信，还可以和串行打印机等外部设备进行通讯。通讯线长度不能超过10米，一般在3米以内。电源线的连接　　无纸记录仪(包括单色无纸记录仪、蓝屏无纸记录仪、彩色无纸记录仪和多功能无纸记录仪等和类仪表)供电电源为AC85~265V范围内正常工作。仪表后面板电源接口上N、L接交流电源，GND（FG）是保护地，把GND（FG）接到大地可有效的防止静电干扰。　　接上电源检查仪表是否正常，若有异常，请不要连接输入信号线。2.信号线的连接　　1）热电阻接线方法：电阻一端接仪表通道D端子，另外两端接仪表通道B、C端子。　　2）热电偶接线方法：热电偶正端接仪表通道C端子，负端接仪表通道B端子。　　3）线性电流0-10mA或4-20mA接线方法：接仪表通道A B端子之间并联500欧姆或250欧姆的标准电阻，使线性电流转换为线性电压，剩下的接法同线性电压。　　4）线性电压0-5V或1-5V接线方法：电压正端接仪表通道A端子，负端接仪表通道B端子

热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，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（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。 它的型号有很多，不同的仪器仪表供应商在不同地区的价格也是不同的，比如在东莞地区报价为9—28元，在深圳地区报价为15—49元，在上海地区报价为16—25元。因为这取决于它的结构要求不一样。热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作， 对它的结构要求如下： 　　1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； 　　2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 　　3、补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； 　　4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

热电偶温度计的工作原理：两种不同的导体接触构成回路时，回路中将产生电势，这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关，这种现象称为热电效应。利用热电效应制成的感温元件就是热电偶，利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热电偶温度计。在古典电子理论中，热电势由温差电势和接触电势两部分构成。温差电势是由均质导体的两端温度差引起的。接触电势是当两种不同的导体A与B接触时，因两者的自由电子密度不同，在接触点产生电子扩散，而形成的电势。接触电势不但是温度t的函数，其对热电势的贡献也远比温差电势大。测出热电偶因为温度变化产生的热电势，根据热电势和温度变化之间的函数关系就能知道引起热电势的温度值。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~青岛东方嘉仪电子科技有限公司青岛公司 销售部:0532-86069117(24小时) 88080027 南京公司 025-52405707 52409557 FAX:025-52409167本公司诚邀友情链接 QQ：84424693本公司网址：http://www.3017.com.cn/ 东方嘉仪仪表网http://www.3017.cn/ 东方嘉仪仪器网http://www.sd1718.com/ 山东仪器仪表网http://www.sd1718.cn/ 山东仪器仪表网http://www.31517.cn/ 南京海纳仪器网http://www.17show.cn/ 温湿度计温度记录仪来自美国DeltaTRAK

以下图表显示的是在不同温度时热电偶输出的电压值。注意白金热电偶的输出电压较小，这就正好说明了为什么它们不能被用于高温测量。 使用说明与注意事项 Precautions and Considerations for Using Thermocouples产生热电偶大部分的测量问题与误差的原因主要是使用者不能正确使用热电偶。以下列表显示的是必须清楚的普遍问题以及易犯的错误连接问题。大部分的测量误差都是由于误加热电偶结点产生的。请记住，所有不同金属的连接都会产生一个结点。如果你需要延长热电偶的导线，你必须使用型号匹配的热电偶延长导线（如K型热电偶需K型延长线）使用其他类型的导线会产生一个额外的热电偶结点。所有的连接线都必须采用类型相符的材料以及在连接时极性配对必须正确。导线电阻 为了减少热量的分流以及减小相应时间，热电偶由两条细小的导体组成（对于白金热电偶来说，成本也是需要考虑的一方面）这使得热电偶能够具有一个较高的电阻值，进而使得热电偶对噪声具有较高的灵敏度，同时这样也会因为测量设备的输入阻抗而产生误差。典型的热电偶32AWG导线（直径0.25mm）具有15欧姆/米的电阻。Pico TC-08具有2 MΩ电阻，所以对于上述类型的热电偶导线，12米会产生少于0.01%的误差。如果需要细的导体和长的引线，可以在保持热电偶导体较短的情况下采用热电偶延长导线来实现热电偶与测量设备的连接。这样可以在使用前不用去测量热电偶的电阻。标定等级 一个随机都有可能改变热电偶结构的过程。这种情况产生的原因是空气颗粒扩散到了金属的测量端。另外一种原因是一些绝缘层的杂质或者是化学物质扩散到热电偶的导线上。如果测量的是高温，那么必须详细检查探头的绝缘层情况。噪声 热电偶的输出信号是非常小的，所以很容易受到电信号噪声的干扰。大部分的测量设备（如TC-08）不会受到共模干扰（在两条导线上具有相同的信号），所以噪声可以通过把两条导线连接在一起，使得它们都同时得到相同的噪声信号这种方法来减小。另外，TC-08集成了一个ADC模块，使得残留的噪声信号得到平衡。如果是工作在一个有非常大噪声的环境中，（例如在一个大的发电机旁）你可以采用具有屏蔽功能的延长如果必须首先考虑噪声的影响，可以关闭所有可能产生设备，然后观察读数是否改变。 公模电压 虽然热电偶信号非常的小，更大的电压信号总是会存在于测量设备的输入端。这样的大电压会通过感应电压（在测量电机线圈与变压器温度是所产生的问题）或者是接地点产生。 一个由接地点产生大电压的例子是用一个带有绝缘层的热电偶去测量热水管的温度。如果接地不良，那么就会在水管和测量设备的地端产生电压。这些信号同样是共模干扰信号（热电偶的两条导线情况是一样的），但大部分设备的这些信号不会太大，所以不会产生什么问题。 例如，TC-08具有一个共模输入范围：-4V到4V。如果共模电压超出了这个范围，那么就会产生测量误差。减少共模电压的办法是采用相同的布线预防噪声信号，或者是采用带绝缘层的热电偶。所有的热电偶都有一些传质。加热这些传质需要热量，这样会影响到你的温度测量。以测量实验试管内液体温度为例：这里存在两个问题。第一个问题是热量会在热电偶的导线上传导并且会散发到空气中，这样会减低导线周围的液体温度。如果热电偶没有充分的与液体接触，也会产生同样的问题。在以上的例子里，具有细导线的热电偶会较好，因为液体与空气接触边界上，热电偶导线有一个较大的温度梯度。如果采用细导线的热电偶，就必须考虑导线的电阻。采用较粗的延长线与细导线热电偶相连接的方法能较好的解决上述矛盾。Pico热电偶测量产品 Pico Products for Measuring ThermocouplesTC-08热电偶数据记录仪是一款能够使用热电偶进行温度测量以及记录的Pico产品。8个热电偶的TC-08以及20个热电偶的TC-08系列都可以与PC机相连接。TC-08可以采用USB接口或RS232接口。 [em09501]

热电偶冷端温度，也有称作冷端参考温度、冷端温度、参考温度的。作为热电偶本身来说，是一个反应温度差的元件，它产生的毫伏值只和冷热端温度差有关。如果一头是100℃,另一头是20℃，那么热电偶本身产生的毫伏值只对应80℃。在用于测温时，例如测一个100℃的物体，环境20℃，这时在得出毫伏值对应80℃的情况下,只要加上环境的20℃就得出被测物体的温度。这个20℃（环境温度）就是冷端参考温度。绝大多数测温仪表都可以自动检测冷端温度，并且自动加上，称为自动冷端补偿。但在校表时他就成为多余的了，所以在校表时要关闭自动冷端补偿，或者人工修正。　　热电偶的热电势大小与热电极材料以及两接点的温度有关。热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪都是以热电偶参考端温度等于0℃为条件的。所以，我们在使用时必须遵循这一条件。如果参考端温度度tn不等0℃，尽管被测温度t 恒定不变，热电势E（t，tn）也将随着参考端温度tn的变化而变化。　　例如，我们将一支镍铬--镍硅热电偶插入600℃的管状电炉中，当热电偶的参考端温度为0℃时；其输出的热电势为24.91毫伏；如果参考端温度为30℃，热电偶输出的热电势就下降到23.74毫伏，这就是参考端温度不等于0℃时所引入的测量误差。如果参考端温度是变化的，则引入的测量误差将是个变量。由此可见，当参考端温度不等于0℃时，对被测温度的准确性有着十分重要的影响。　　用热电偶测温时，要使参考端温度保持在0℃比较麻烦，一般只有在实验室做精密测量时才有必要。在通常的工程测量中，参考端温度大都处在室温或波动的温区。这时，要测出实际温度，就必须采用修正或补偿等措施。文章来源：http://www.firstsensor.cn/

热电偶温度变送器要求变送器的抽出电压信号与相应的变送器输入的温度信号成线性关系。但一般热电偶输出的毫伏值与所代表的温度之间是非线性的.如图2一22所示。各种热电偶的非线性也是不一样的，而且同一种热电偶在不同的测量范围的非线性程度亦不相同。例如铂铹—拍热电俱的特性曲线是凹向上的，而镍铬—镍铝热电俩特性曲线开始是凹向上的，温度升高时又变为凹向下皇S形，仪器仪表网提供。http://www.china-1718.com/File/day_120111/201201110433068301.jpg 热电偶是非线性的，而温度变送器放大回路是线性的.若将热电俱的热电势直接接到变送器的放大回路，则温度T与变送器的输出电压Usc之间的关系是非线性的。因此为了使温度变送器的输入温度T与输出电压Usc之间保持线性关系，则变送器的放大回路特性不能是线性的。假设热电偶的特性是凹向上的，若要使T与Usc的关系呈线性变化.则变送器放大回路的特性曲线必须是凹向下的。 热电偶温度变送器是由热电偶输入回路和放大回路两部分组成的。因此为了得到线性关系.必须使放大回路具有非线性特性。放大器非线性特性一般是使反该回路非线性来达到的。图2一23为热电偶输入温度变送器框图。图中:W1 (S)为热电偶的传递函数;Wt(S)为放大回路反馈电路的传递函数。 http://www.china-1718.com/File/day_120111/201201110434114746.jpg则温度变送器的传递函数为：W(S)为:W(S)=W1(S)*W2(2)式中W2(S)—放大回路的传递函效。 由于变送器放大回路放大器的放大系致K很大，故放大回路的传递函数W2(s)可以认为等于反馈电路的传递函教的倒数.即W2(S) ≈1/Wt（S）则热电偶输入温度变送器的传递函效为W(S) ≈W1(S)/Wf（S） 由式2-12可知，欲使热电偶输入的温度变送器保持线性，就要使反饭电路的特性曲线与热电偶的特性曲线相同，亦即变送器放大回路的反馈电路输入与输出特性要模拟成热电偶的非线性特性关系，如图2-24所示。 按图2-24原理实现的温度变送器即可使变送器输出电压Usc与输入温度信号T呈线性关系。 由上可知，热电偶温度变送器的关性技术是如何使放大回路的反该电路具有热电偶的非线性特性。热电偶温度变送器的结构框图如圈2-25所示。来源——仪器仪表网

温湿度测量是现代测量新发展出来的一个领域，尤其湿度的测量更是不断前进。经历了长度法、干湿法直至今天的电测量的历程，使湿度测量技术日渐成熟。时至今日，由于我们不再满足于温湿度的测量，尤其是一些场所的监控直接要求实时记录其全过程温湿度变化，并依据这些变化认定储运过程的安全性，导致了新的温湿度测量仪器——温湿度记录仪的诞生。 温湿度记录仪是将温湿度参数进行测量并按照预定的时间间隔将其储存在内部存储器中，在完成记录功能后将其联接到PC机，利用适配软件将存储的数据提出并按其数值、时间进行分析的仪器。利用该仪器可确定储运过程、实验过程等相关过程没有任何危及产品安全的事件发生。 下面以拓普电子科技有限公司生产的TP9000系列多路温度记录仪为例介绍温度记录仪的原理及应用： 原理：温度记录仪由三大部分组成：测量部分、仪器本体、PC界面。 下面分别介绍这三部分： 测量部分：即热电偶。 温度传感器：TP9000系列温度探头由J,K,T,E,R,S,B系列组成，不同的探头完成不同功能： NTC通用探头：应用于通用测量，包括厂房、实验室、货柜空间等空间测量，其精度为±0.5℃，尺寸大小为：直径5mm，长25mm。 Pt1000-1型温度传感器高温探头，最高可达300℃。用于高温环境。 Pt1000-2型温度传感器高精度探头，最高精度可达到±0.2℃，用于实验室等要求高精度的场合。尺寸大小为：直径3mm，长30mm。 (以上温度探头均可以按照用户要求进行组合，以完成不同功能。) 湿度传感器：TP9000系列湿度探头均采用美国进口霍尼威尔湿度传感器，其精度为±3%，甚至可以达到±2%，测量范围为0～100%RH。尺寸大小为：直径7～13mm,长17mm。 仪器本体：TP9000系列型记录仪，通过探头进行测量，将数据存储并传输至PC，其存储容量为9890组数据(温度、湿度各9890点)，记录间隔为1ms至9999m连续可调：由PC软件调整，根据其设定值确定记录时间最长可达三个月。 PC界面：TOPTEST软件。软件支持是记录仪不可或缺的一部分，其主要功能为：设定记录间隔(1ms至9999m任意可调)，设定停止方式，设定启动时间，读取数据并显示测量数据、历史曲线等，把数据转化为EXCEL或WORD文档形式等等功能，这是数据记录仪不可分割的一部分。一个好的上位机软件能够提供温湿度记录仪最广泛的支持，通过上位机的支持，键盘等不必要的零件解放了，同时提供出更多的资源以利用。

热电偶冷端温度，也有称作冷端参考温度、冷端温度、参考温度的。作为热电偶本身来说，是一个反应温度差的元件，它产生的毫伏值只和冷热端温度差有关。如果一头是100℃,另一头是20℃，那么热电偶本身产生的毫伏值只对应80℃。在用于测温时，例如测一个100℃的物体，环境20℃，这时在得出毫伏值对应80℃的情况下,只要加上环境的20℃就得出被测物体的温度。这个20℃（环境温度）就是冷端参考温度。绝大多数测温仪表都可以自动检测冷端温度，并且自动加上，称为自动冷端补偿。但在校表时他就成为多余的了，所以在校表时要关闭自动冷端补偿，或者人工修正。　　热电偶的热电势大小与热电极材料以及两接点的温度有关。热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪都是以热电偶参考端温度等于0℃为条件的。所以，我们在使用时必须遵循这一条件。如果参考端温度度tn不等0℃，尽管被测温度t 恒定不变，热电势E（t，tn）也将随着参考端温度tn的变化而变化。　　例如，我们将一支镍铬--镍硅热电偶插入600℃的管状电炉中，当热电偶的参考端温度为0℃时；其输出的热电势为24.91毫伏；如果参考端温度为30℃，热电偶输出的热电势就下降到23.74毫伏，这就是参考端温度不等于0℃时所引入的测量误差。如果参考端温度是变化的，则引入的测量误差将是个变量。由此可见，当参考端温度不等于0℃时，对被测温度的准确性有着十分重要的影响。　　用热电偶测温时，要使参考端温度保持在0℃比较麻烦，一般只有在实验室做精密测量时才有必要。在通常的工程测量中，参考端温度大都处在室温或波动的温区。这时，要测出实际温度，就必须采用修正或补偿等措施。本文源自菲尔斯特〈http://www.firstsensor.cn〉，转载请注明出处。

无纸记录仪的使用及发展状况无纸记录仪近十年来发展迅猛、应用广泛、功能强大、从有纸到无纸、从模拟量无纸记录仪到数字量无纸记录仪无纸记录仪近十年来发展迅猛、应用广泛、功能强大、从有纸到无纸、从模拟量无纸记录仪到数字量无纸记录仪，从单纯的数据记录功能到有控制功能的数字无纸记录仪。数字无纸记录仪主要致力于添加更多的附加功能，在功能上主要是增加了流程图功能：触摸操作控制设备的运行、显示设备运行的状态。针对一系列基本红外测温仪的温度、压力、流量与湿度PID控制监测，在流程图添加设备动画状态用开关量的输入输出控制电气设备。对于要求，组建小型总线型DCS监控系统；例如【隧道窑、热处理退火老化电炉温度控制系列产品、电力、冶金、化工温度压力流量过程控制系统、多媒体科学教学设备、冷藏库或仓库、污水监测及应用】，控制测量点从1点到～最多达32个控制测量点。 功能向导。 系统功能： 数字无纸记录仪的出现【传统的HMI人机界面＋有通信功能的采集控制显示仪表或模块组建的数字无纸记录仪系统】填补了控制加记录小型化设置的空白，使快速组建小型总线型DCS监控系统成为现实。数字式无纸记录仪应用领域广泛：覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活，其产品已主要应用于化工、热电、石化、制药、冶金、机械、电炉、热处理、食品、造纸及、科研实验等领域。有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。具体应用如：独立的电炉、窑炉控制、恒压供水、血库监控、深冷冻箱、环境实验室各种连续生产监控的场所，红外测温仪更适用于有批量控制、流量累积的非连续生产和质检测试等需要间断显示记录的场合。系统贯彻了柔性设计理念，所有输入通道的信号类型均可随需设置更改，每个记录数据的存储时间可根据要求来设置记录数据采样间隔，并且能方便的转存于活动硬盘。记录数据可用计算机图形软件来阅读，故障分析，数据还可转换为Excel能打开的文本格式，并且管理人员可以通过数字无纸记录仪的数据传统功能在局域网内监控调阅该系统的实时及历史记录数据。测量输入、控制输出：采用固定的模式RS485现场总线来组建，用【HMI人机界面】＋有通信功能的【采集控制显示仪表或模块】。采集控制显示仪表或模块对象可以是：温度、压力、流量、物位、湿度。。。。的测量、报警、运算、变送；采集控制记录数据的传感器信号可以是：热电偶、热电阻、标准电压、标准电流、频率量、开关量输入输出、等常规工业现场信号，传感器可以输入混全应用；控制的执行器可以是：电动调节阀、气动调节阀、电磁阀、可控硅、固态继电器、交流接触器、开关量输入、输出控制功能繁多，应有尽有。现场总线也叫开放式网络，随时减少增加扩展控制节点。每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、32通道 。AI系列显示控制模块；按序排列；统一管理；上下位机相互独立、互不干扰、通电就能显示管理的系统架构。

[size=15px][b]工作原理：[/b][/size]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，在回路中就会产生电动势，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测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；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。[size=15px][color=white][back=#3c40eb][b]安装要求：[/b][/back][/color][/size][list][*]首先热电偶和热电阻的安装应尽可能保持垂直，以防止保护套管在高温下产生变形，但在有流速的情况下，则必须迎着被测介质的流向插入，以保证测温元件与流体的充分接触以保证其测量精度。[*]另外热电偶和热电阻应尽量安装在有保护层的管道内，以防止热量散失。其次当热电偶和热电阻传感器安装在负压管道中时，必须保证测量处具有良好的密封性，以防止外界冷空气进入，使读数偏低。[*]当热电偶和热电阻传感器安装在户外时，热电偶和热电阻传感器的接线盒面盖应向上，入线口应向下，以避免雨水或灰尘进入接线盒，而损坏热电偶和热电阻接线盒内的接线影响其测量精度。[*]应经常检查热电偶和热电阻温度计各处的接线情况，特别是热电偶温度计由于其补偿导线的材料硬度较高，非常容易从接线柱脱离造成断路故障，因此要接线良好不要过多碰动温度计的接线并经常检查，以获得正确的测量温度。[*]热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点。为防止热量沿热电偶传走或防止保护管影响被测温度，热电偶应浸入所测流体之中，深度至少为直径的10倍。当测量固体温度时，热电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使导热误差减至最小，应减小接点附近的温度梯度。[*]当用热电偶测量管道中的气体温度时，如果管壁温度明显地较高或较低，则热电偶将对之辐射或吸收热量，从而显着改变被测温度。这时，可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度，采用所谓的屏罩式热电偶。[*]选择测温点时应具有代表性，例如测量管道中流体温度时，热电偶的测量端应处于管道中流速最大处。一般来说，热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。　[/list]

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 work1822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 附表显示了在任意温度下热电偶所产生的电压，以上图为例，K型热电偶在300°C时可产生12.2mV电压。但是不可以简单的在热电偶上连接电压表进行测量，因为与电压表连接会产生第二个不希望得到的热电偶结点。为了得到较为精确的测量值，必须采用冷端补偿技术（CJC）。你可能会问为什么在热电偶上连接一个电压表不会产生一些附加的热电偶结点（与热电偶连接的引线，与电压表连接的引线，电压表内部引线等等） 热电偶中间导体定律描述到：热电偶回路中，接入第三导体，只要第三种导体的两个接头温度相同，则回路中的总热电势不变。该定律对于热电偶的结点结构来说也是非常重要的，热电偶的结点连接可以采用焊接的方式，只要保证焊锡不会影响测量读数。实际上，尽管热电偶结点都是采用熔接的方式的（通常是采用电容性放电的方式）这样可以保证热电偶的性能不会因熔接点而受到影响。所有标准的热电偶表格都允许有第二个热电偶结点，只要这个结点是在0°C的情况下。 传统的做法是把该结点放置在冰水融合物中（冷端补偿）采用冰水融合物并不是对大部分的测量设备和应用场合都是适用的，所以需要把热电偶与测量设备的连接点温度记录下来。典型地，冷端温度是由一个高精度的热敏电阻来传感的，这个热敏电阻与测量的设备之间有很好的热传导关系从第三导体与热电偶之间的结点与热电偶本身的结点的测量值可以计算出热电偶末端的确切温度。对于少部分的设备来说，CJC技术由一个半导体温度传感器来实现。这种方法把热电偶的信号与半导体直接相连，最终就可以直接获得准确的测量值，而不需要去记录两个温度再进行计算。理解冷端补偿技术是非常重要的；任何冷端温度测量所产生的误差都会导致热电偶末端测量温度的误差。线性化 Linearisation如采用CJC技术一样，测量设备必须还要考虑到热电偶输出非线性这个事实。热电偶测量温度与输出电压的关系是一个复杂的多项式方程（复杂程度取决于热电偶的类型）类似的线性化方法被用在低成本的热电偶仪表上。高精度的设备，例如Pico TC-08，在计算机内存里已经存储了相关的热电偶查询表格，可自动消除这种非线性问题所带来的误差。热电偶类型 Thermocouples type热电偶可以是裸线式的焊珠热电偶，此类型具有低成本和快速相应时间的特点；也可以是探头式的热电偶。多种探头式的热电偶适合不同类型的测量设备（工业，科研，食品，医药等等）需要提醒的一点是：在选用探头时要首先确定它们具有相匹配的连接头。两种常用的接头类型是标准的圆形插脚接头和小型的平式插脚接头，这导致了一些误会就是：以为小型的接头会比标准的接头更加流行。选择一个热电偶需要考虑热电偶的类型以及绝缘层和探头的结构。所有的这些因素都会给温度的测量范围，测量进度和读数的准确度带来影响。以下显示的是热电偶的类型列表。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 µ V/°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 µ V/°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 µ V/°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 µ V/°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 µ V/°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°C0.1°C 分辨率0.025°C 分辨率B20 to 1820150 to 1820600 to 1820E-270 to 910-270 to 910-260 to 910J-210 to 1200-210 to 1200-210 to 1200K-270 to 1370-270 to 1370-250 to 1370N-270 to 1300-260 to 1300-230 to 1300R-50 to 1760-50 to 176020 to 1760S-50 to 1760-50 to 176020 to 1760

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t0≠0℃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端的温度不能超过100℃。www.tcwdyb.com

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：　　　　①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。　　　　②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬)，最高可达+2800℃(如钨-铼)。　　　　③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，用起来非常方便。　　　　1．热电偶测温基本原理　　　　将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图2-1-1所　　　　示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在　　　　回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工　　　　作的。　　　　2．热电偶的种类及结构形成　　　　(1)热电偶的种类　　　　常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。　　　　标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。　　　　(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：　　　　①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；　　　　②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；　　　　③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；　　　　④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。　　　　3．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t0≠0℃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端的温度不能超过100℃。

热电偶是一种感温元件。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(二次仪表)转换成被测介质的温度。下面我们来了解下热电偶温度计的工作原理及应用范围。　　一、热电偶温度计的工作原理及应用范围　　　　热电偶温度计的工作原理丝材或热电极)两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，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测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端)；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。国能仪表专业生产压力表：压力表，精密压力表，不锈钢压力表，双针压力表，膜盒压力表，隔膜压力表、耐震压力表，电接点压力表，防爆电接点压力表等系列压力表。　　　　二、热电偶温度计的应用范围　　　　采用双金属温度计、热电偶或热电阻一体化温度变送的方式，既满足现场测温需求，亦满足远距离传输需求,可以直接测量各种生产过程中的-80-+500℃范围内液体、蒸气和气体介质以及固体表面测温。　　　　用途：用于测量各种温度物体，测量范围极大，远远大于酒精、水银温度计。它适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区，也可测量液态氢、液态氮等低温物体。　　　　上述的内容就是热电偶温度计的工作原理及应用范围，常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

1热电偶的测量原理是什么？ 联系电话15953101283热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。 热电偶由两根不同导线(热电极)组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端(也称工作端)。将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端 (参比端或自由端)则与显示仪表相连。如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。 2.热电阻的测量原理是什么？ 热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本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作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。 3.如何选择热电偶和热电阻？ 根据测温范围选择：500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻； 根据测量精度选择：对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶； 根据测量范围选择：热电偶所测量的一般指“点”温，热电阻所测量的一般指空间平均温度； 4.什么是铠装热电偶，有什么优点？ 在IEC1515的标准中名称为《mineral insulated thermocouple cable》,即无机矿物绝缘热电电偶缆。将热电极、绝缘物和护套通过整体拉制而形成的，外表面好像是被覆一层“铠装”，故称为铠装热电偶。同一般装配式热电偶相比，具有耐压高、可弯曲性能好、抗氧化性能好及使用寿命长等优点。 5.热电偶的分度号有哪几种?有何特点？ 热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。 S分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400℃，短期1600℃。在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶； R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右，其它性能几乎完全相同；}B分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃，短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期使用。 N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶； K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000℃，短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛； E分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度0-800℃； J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃)，也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃)，并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工； T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300℃以下的温度。 6.热电阻的引出线方式有几种？都有什么影响？(YH^ 热电阻的引出线方式有3种：即2线制、3线制、4线制。 2线制热电阻配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。因此不适用制造A级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。 3线制可以消除引线电阻的影响，测量精度高于2线制。作为过程检测元件，其应用最广。 4线制不仅可以消除引线电阻的影响，而且在连接导线阻值相同时，还可以消除该电阻的影响。在高精度测量时，要采用4线制。 7.N型热电偶与K型热电偶相比有哪些优缺点？ N型热电偶的优点： -高温抗氧化能力强，长期稳定性强。K型热电偶镍铬的正极中Cr、Si元素择优氧化引起合金成分不均匀及热电动势漂移等，在N型热电偶增加Cr、Si含量，使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化，致使氧化反应仅在表面进行； -低温短期热循环稳定性好，且抑制了磁性转变； -耐核辐射能力强。N型热电偶取消了K型中的易蜕变元素Mn、Co，使抗中子辐照能力进一步加强； -在400~1300℃范围内，N型热电偶的热电特性的线性比K型好。 N型热电偶的缺点： -N型热电偶的材料比K型硬，较难加工； -价格相对较贵。N型热电偶的热膨胀系数要比不锈钢低15%，因此N型铠装热电偶的外套管应采用NiCrSi/NiSi合金； -在-200~400℃范围内非线性误差较大。 8.如何选择合适的热安装套管? 热安装套管的形状主要依据介质的温度、压力、密度和流速及所需插入长度而定。ASME/ANSI PTC19.3对此作了充分规定，采用套管强度分析软件可计算出套管设计是否符合工艺要求。安装于现场的热套管需计算热套管的强度，影响护套管的强度主要有以下三点： 1. 流动引起的振动；经过护套管的液体产生一定频率的旋涡，称为涡区频率，该频率流速成正比。如果这个频率和热套管的固有频率接近或一致，就会产生共振，使吸收大量的热能，从而产生很高的应力并有可能损坏热套管和套管内传感器。ASME技术标准要求：涡区频率和热套管固有频率的比率应小于0.8。 2. 流动引起的应力；流体流动随着流速和密度而变化，并在热套管施加了力，这个流动引起的压力通过计算可以得出。 3. 过程压力；热套管所能承受的最大静压可以计算得出。"一般热安装套管的连接方式有螺纹连接式、法兰连接式和焊接式三种。 9.如何选择合适的双金属温度计? 水平安装时，选择轴向或万向型双金属温度计； 垂直安装时，选择径向或万向型双金属温度计； 倾斜安装时，根据实际需要选择轴向、径向或万向型双金属温度计； 如需对测量点设置上下限报警控制时，可选择电接点双金属温度计 10.双金属温度计有什么优缺点？ 双金属温度计的优点在于价格相对低廉、读数直观，缺点为测温范围较小、精度相对不高。通常作为就地测量、显示仪表。 11.温度变送器有何特点？ 温度变送器的特点是 -静态功耗低、安全可靠、不需维修、使用寿命长。 -体积较小，可与热电偶、热电阻融为一体，不仅安装方便，还可节省温变器安装费用。 -传输信号为4-20mA标准信号，不但抗干扰能力强，传输距离远，而且可节约价格较贵的补偿导线。 -可提供符合HART协议及FF、PROFBUS总线通讯协议形式. 12.压力式温度计测量原理是什么？ 依据液体膨胀定律，即一定质量的液体，在体积不变的条件下，液体的压力与温度呈线形。气体、蒸汽的压力与温度也是呈一定的函数关系，因此压力式温度计的标尺应均匀等分。压力式温度计是由充有感温介质的温包、传压元件(毛细管)及压力敏感元件(弹簧管)组成。 13.红外线温度计测量原理是什么？ 红外线测温计由光学系统，光电探测器，信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。 14.如何选择合适的补偿导线或电缆？ 热电偶的补偿导线和电缆主要用于将热电偶的热电动势延长至二次仪表或控制室。主要有延伸型和补偿型两种补偿导线，延伸型采用与热电极相同的材料，所以精度较高；补偿型采用与热电极的热电势特性相势的材料，所以精度没有延伸型高。

数据记录仪是一种从传感器获取测量结果，并将这些结果存储起来备用的电子仪器。一些常用的测量包括温度、压力、电流、速度、张力、位移和其他一些物理量。 数据记录仪如何工作? 数据记录仪和传感器一起配合工作，将待测的物理量和激励信号转换成电信号，如电压和电流。之后这些电信号再被转换或数字化为二进制数据。二进制数据是非常易于进行软件分析并存储到PC的硬盘或其他存储介质当中的，比如存储卡和CD光盘。每个数据记录仪都必须包含的一些组件： 用以对记录信号进行数字化的硬件设备，包括传感器、信号调理设备和模数转换硬件。 长期数据存储设备，一般为PC 数据记录软件，用以进行数据采集、分析和表示使用数据记录仪时请遵循以下步骤： 将传感器连接到数据记录仪上，如热电偶、RTD、电热调节器、应变片和加速计 使用数据记录软件对您的数据记录仪进行配置 使用数据记录软件对您的数据记录任务参数进行配置，如采样率、预警、开始和停止条件等等 运行数据记录任务 在硬件对您的传感器测量结果进行数字化之后，对数据进行分析和存储以备日后之用除了记录数据之外，数据记录仪还能做些什么? 从名称上来看，数据记录仪的主要用途就是对传感器测量得到的数据进行存储，以备日后之用。但是一项数据记录应用通常不仅仅需要进行数据采集和存储。您将不可避免地需要对数据进行分析和表示，以了解测量结果，并基于记录的数据进行决策。一项完整的数据记录应用一般来说都需要下面所列举的构成元素中的大部分采集——这一部分包括了您的传感器和数据记录硬件，还包括将物理量转换成数字信号的过程。在线分析——这一部分包括您在存储数据之前所需要进行的任何分析操作。一个通常的例子是将电压测量值转换为有意义的科学计量单位，如摄氏度等等。您可以在记录数据之前完成这些复杂的计算并进行数据压缩。基于电流测量的系统控制部分－例如一个暗锁－也是在线分析的一部分。每个数据记录软件应用都应该完成二进制数据到电压值，以及电压值到科学计量单位的转换。记录——这一元素指将已经分析过的数据存储起来，包括数据文件所需要的任何格式。离线分析－这一部分包括您在存储数据之后所需要进行的任何分析操作。一个通常的例子是寻找历史数据的趋势，或是数据简化。显示、共享和报告－这一部分包括您表示数据所需要生成的任何报告。但是请注意，上面的图示说明您可以直接通过在线分析对数据进行表示。这说明除了简单的查看历史数据的功能，您还可以在采集和分析数据的过程中对数据进行监控。如何选择一款数据记录仪产品? 如果您需要选择一款数据记录仪，您需要首先确定数据记录应用中每个组成元素的性能需求。根据您需要测量物理量的类型、数据分析和表示的需求，您对于数据记录仪的选择可能会有很大的不同。下面是选择一款数据记录仪时考虑到的问题的一些例子。 我需要进行温度测量，而且测量精度十分重要 我需要记录频率非常高的信号，非常快速地进行数据存储，并且进行各种离线分析。 我对两点之间的应变差感兴趣，并希望记录这些差值 我在下一年可能需要增加数据记录的通道，所以我想尽量减少升级所需要的费用。

热电偶是最常用的测温器件之一，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。因为热电偶温度传感器具有测量范围宽、精度高以及响应时间快等优点，所以得到广泛的使用。本篇文章主要探讨插入深度对热电偶温度传感器的影响。 热电偶测温点的选择是最重要的。测温点的位置，对于生产工艺过程而言，一定要具有典型性、代表性，否则将失去测量与控制的意义。热电偶插入被测场所时，沿着传感器的长度方向将产生热流。当环境温度低时就会有热损失。致使热电偶温度传感器与被测对象的温度不一致而产生测温误差。总之，由热传导而引起的误差，与插入深度有关。而插入深度又与保护管材质有关。金属保护管因其导热性能好，其插入深度应该深一些，陶瓷材料绝热性能好，可插入浅一些。对于工程测温，其插入深度还与测量对象是静止或流动等状态有关，如流动的液体或高速气流温度的测量，将不受上述限制，插入深度可以浅一些，具体数值应由实验确定。

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 1820E -270 to 910 -270 to 910 -260 to 910J -210 to 1200 -210 to 1200 -210 to 1200K -270 to 1370 -270 to 1370 -250 to 1370N -270 to 1300 -260 to 1300 -230 to 1300R -50 to 1760 -50 to 1760 20 to 1760S -50 to 1760 -50 to 1760 20 to 1760

热电偶温度信号的冷端补偿和线性化　　摘要：本文介绍了各种热电偶温度信号的冷端补偿和线性化的原理与方法。 　　关键词：热电偶、线性化、冷端补偿。 一、前言 　　温度信号的检测和控制，除了利用有源元件外，多数是采用热电阻或热电偶。这里介绍热电偶温度信号的处理。热电偶有着广泛的应用，应用得较多的有S、B、K、T、E热电偶。但是，已有资料介绍N偶也有很大的应用前途。这是由于N偶在高温下抗氧化能力强，长期稳定性好，能承受大幅度的温度冲击等等。由于N偶开发应用较晚，所以没有得到充分的利用。我们相信N偶很快会加入到主要的应用范围中来。 热电偶检测到的温度信号有如下特点： (1)能用到高温的热电偶，信号都较小，如B偶，1800°C时只有13.585mV。即使是信号较大的K偶，在1300°C时，也只有52.398mV。这就意味着对检测到的信号要进行放大。 (2)热电偶分度表中给出的数据是以0°C为参考点。实际应用时，环境常常不是0°C。为热电偶冷端创造一个0°C环境，通常的作法是进行冷端补偿。 (3)热电偶的温度信号非线性很大，尤其是B偶。并且，各种热电偶随温度的升高，在某一温度下，热电势的增加量变小。这就使线性化变得困难。 　　由于上述原因，热电偶的温度信号调理电路就比较复杂。下边我们主要介绍适用于各种热电偶信号调理电路的冷端补偿和线性化方法。 二、冷端补偿 热电偶的电势差EAB为： 式中， —Seebeck系数； T—热端或工作端的温度； T0—冷端或自由端的温度。 一般使用说明书给出的EAB-T曲线或数据，都是以T0=0°C给出的，因此，实际应用时若T0¹ 0°C应进行修正，称为冷端补偿或应用下式进行修正。 式中，t0为冷端温度。例如，利用K偶进行温度测量，当t0=30°C时，测得EAB(T,t0)=36.29mV，依K偶的分度表查得EAB(t0,0)=EAB(30,0)=1.20mV，则依前式得： mV 查表得904°C。利用热敏电阻进行冷端补偿有时很方便，如图1所示。校准时要将Pt100换成标准电阻100W。校准后，再换上Pt100即可。 利用AD590的冷端补偿电路如图2所示。图中的数据适用于K偶，对其它热电偶，Seebeck系数、R2、V2的值应作相应改变。 点击图片，可能获得更佳效果,： 图1 利用热敏电阻进行冷端补偿 点击图片，可能获得更佳效果,： 图2 利用AD590的冷端补偿电路 三、热电偶温度信号的线性化 　　热电偶温度信号非线性是比较大的，如B偶，从0°C升高到1800°C，热电势从0mV变化到13.585mV，每100°C热电势增加最大的约为最小的8倍。B偶的最大输出热电势只有13.585mV，而且当温度升高到约1700°C时，该增加值下降。其它热电偶都存在类似的问题，尽管稍有不同。这又给线性化增加了难度。从这一特性出发，热电偶温度信号的线性化主要有如下几种方法。 (1)单反馈法 　　利用负反馈，可以改善其线性，但是很有限。几种非线稍小的热电偶，可以采用这种方法，特别是在温区要求不宽的情况下。有时，由于在其一温区有精度要求，那么就在该温区对信号进行调理，达到要求的目标；在其它温区可以放宽精度要求，甚至不要求，只作监视用。 (2)折线近似法 　　这是一种对非线性较大的信号处理的较好的方法。处理得好可以达到较高的精度。这种方法普遍适用于各种热电偶的整个正信号温区。 点击图片，可能获得更佳效果,： 图3 折线近似法 　　该种方法的电路原理图如图3所示。该电路的工作过程是：当输入的电压信号较低时，IC1中的反相端电压较同相端(A)低得多（同相端的电压大小是根据线性化要求设定的，B点同样），IC1的输出端电压较高，D1截止。当输入信号电压接近IC1的同相端时，IC1的输出逐渐降低，随之，D1逐渐导通，V4逐渐增大，直到V4接近A点电压为止。这就有效地限制了热电偶信号迅速增加，降低了非线性。IC2的工作过程与此类似，不同的是B点电位比A点高。当输入电压在A点电压以下时，D2截止，IC2不工作；只有当输入电压高于A点电压或接近B点电压时IC2才工作。工作过程与IC1相同。所用折线的段数是根据精度要求决定的。对于热电偶信号处理来说，有三段就可以使精度达到0.5%以上。当D1、D2都导通后，可推出： 式中，VF为晶体管发射结的正向压降。 四、完整的热电偶信号调理电路 　　完整的热电偶信号调理电路，除了前边介绍的冷端补偿和线性化部分外，还应包括放大和输出电路。在前边我们曾说过，热电偶的输出信号较小，尤其是B偶，即或是K偶也不够大。此外，我们前边介绍的线性化电路，也是以信号的衰减为代价的。因此，作为信号调理电路的前级，即为放大级。放大倍数的大小是根据线性化和输出的标准要求决定的。对不同的热电偶放大倍数是不同的。 信号调理电路的最后部分，即为输出信号的标准化处理。这是由用户的要求决定的。可以是电压信号，也可以是电流信号。 五、小结 　　这里介绍了热电偶信号调理电路，主要介绍的是冷端补偿和线性化。用铂电阻作冷端补偿，简单实用；实践证明，用分段线性化方法，对各种热电偶，包括整个正信号温区，信号处理的精度都可以达到0.5%以上。这里提出的线性化方法也适用于其它非线性信号的线性化处理。

[font=宋体] [color=#333333][size=3]在工业应用中，热电偶的选择首先应根据被测温度的上限，正确地选择热电偶的热电极及保护套管；根据被测对象的结构及安装特点，选择热电偶的规格及尺寸。[/size][/color][/font][color=#333333][font=宋体][size=3]　　热电偶按结构形式可分为普通工业型、铠装型及特殊型等。[/size][/font][/color][color=#333333][font=宋体][size=3]　　常用的普通工业型热电偶有：[/size][/font][/color][size=3][color=#333333]　　[/color][color=#333333]1?[/color][color=#333333]铂铑[/color][color=#333333]10[/color][color=#333333]－铂热电偶：属于贵重金属热电偶，正极为铂铑合金，负极为铂，短期工作温度为[/color][color=#333333]1600[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]，长期工作温度为[/color][color=#333333]1300[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]，物理、化学稳定性好，一般用于准确度要求较高的高温测量。但材料较贵，热电势较小。分度号为[/color][color=#333333]S[/color][color=#333333]。[/color][/size][size=3][color=#333333]　　[/color][color=#333333]2?[/color][color=#333333]镍铬－镍硅热电偶：它是非贵重金属中性能最稳定的一种，应用很广，正极为镍铬。短期工作温度为[/color][color=#333333]1200[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]，长期工作温度为[/color][color=#333333]900[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]。此种热电偶的热电势比上一种大[/color][color=#333333]4[/color][color=#333333]到[/color][color=#333333]5[/color][color=#333333]倍，而且线性度更好，误差一般在[/color][color=#333333](6[/color][color=#333333]～[/color][color=#333333]8)[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]。但其热电极不易做得很均匀，较易氧化，稳定性差。分度号为[/color][color=#333333]K[/color][color=#333333]。[/color][/size][size=3][color=#333333]　　[/color][color=#333333]3?[/color][color=#333333]镍铬－康铜热电偶：正极是镍铬，短期工作温度为[/color][color=#333333]800[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]，长期工作温度为[/color][color=#333333]600[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]。它是热电势最大的一种热电偶，测量准确度较高，但极易氧化。分度号为[/color][color=#333333]E[/color][color=#333333]。[/color][/size][size=3][color=#333333]　　[/color][color=#333333]4?[/color][color=#333333]铜－康铜热电偶：这是在低温下应用得很普遍的热电偶，测量温度范围[/color][color=#333333]([/color][color=#333333]－[/color][color=#333333]200[/color][color=#333333]～＋[/color][color=#333333]200)[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]，稳定性好，低温时灵敏度高并且价格低廉。分度号为[/color][color=#333333]T[/color][color=#333333]。[/color][/size][color=#333333][font=宋体][size=3]　　铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成，它可以做得很细很长，在使用中可以随测量需要进行弯曲，其特点是：热惰性小、热接点处的热容量小、寿命较长、适应性强等，应用广泛。[/size][/font][/color][size=3][color=#333333]　　热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点。为防止热量沿热电偶传走或防止保护管影响被测温度，热电偶应浸入所测流体之中，深度至少为直径的[/color][color=#333333]10[/color][color=#333333]倍。当测量固体温度时，热电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使导热误差减至最小，应减小接点附近的温度梯度。[/color][/size][color=#333333][font=宋体][size=3]　　当用热电偶测量管道中的气体温度时，如果管壁温度明显地较高或较低，则热电偶将对之辐射或吸收热量，从而显著改变被测温度。这时，可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度，采用所谓的屏罩式热电偶。[/size][/font][/color][color=#333333][font=宋体][size=3]　　选择测温点时应具有代表性，例如测量管道中流体温度时，热电偶的测量端应处于管道中流速最大处。一般来说，热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。[/size][/font][/color][color=#333333][font=宋体][size=3]　　实际使用时特别要注意补偿导线的使用。通常接在仪表和接线盒之间的补偿导线，其热电性质与所用热电偶相同或相近，与热电偶连接后不会产生大的附加热电势，不会影响热电偶回路的总热电势。如果用普通导线来代替补偿导线，就起不到补偿作用，从而降低测温的准确性。所以，使用单位在安装仪表敷线时应注意：补偿导线与热电偶连接时，极性切勿接反，否则测温误差反而增大。[/size][/font][/color][size=3][color=#333333]　　实际测量中，如果测量值偏离实际值太多，除热电偶安装位置不当外，还有可能是热电偶偶丝被氧化、热电偶测量端焊点出现砂眼等。[/color][color=#333333][/color][/size]

热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t，t0 ),这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端分开，用导线接入显示仪表，并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。

目前向温度传感器使用最多的是热电阻,热电偶,它们各有优势!比如:CU50的热电阻传感器测试温度范围在-20-150度!使用的材料是铜!相对来说要便宜!PT100热电偶的测温范围就要广些可以达到800度!PT100和CU50的结构是线圈式的(大概有100圈根据线圈的粗细有所不同),很容易受到电磁波干扰!还有就是铂铑热电偶,它测温范围就大500-1800度!它在500一下就不是线性的了,所以不适合测低温!但他们的传感头是点接触,基本不受干扰!