热电偶型号及测温范围 浅谈热电偶选型

　　热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，在日常生活中应用广泛。

　　本文主要是关于热电偶相关介绍，并就热电偶型号及测温范围展开了深度探讨。

　　热电偶型号分类

　　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。

　　

　　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。

　　以下是对热电偶分度号的解释

　　S 铂铑10 纯铂

　　R 铂铑13 纯铂

　　B 铂铑30 铂铑6

　　K 镍铬 镍硅

　　T 纯铜 铜镍

　　J 铁 铜镍

　　N 镍铬硅 镍硅

　　E 镍铬 铜镍

　　（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶

　　铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

　　S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。

　　S型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

　　（R型热电偶）铂铑13-铂热电偶

　　铂铑13-铂热电偶（R型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

　　R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有所应用外，国内测温很少采用。1967年至1971年间，英国NPL，美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究，其结果表明，R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好，我国目前尚未开展这方面的研究。

　　R型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

　　（B型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶

　　铂铑30-铂铑6热电偶（B型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（BP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600℃，短期最高使用温度为1800℃。

　　B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿，因为在0~50℃范围内热电势小于3μV。

　　B型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。

　　（K型热电偶）镍铬-镍硅热电偶

　　镍铬-镍硅热电偶（K型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=97：3，其使用温度为-200~1300℃。

　　K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。

　　K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。

　　（N型热电偶）镍铬硅-镍硅热电偶

　　镍铬硅-镍硅热电偶（N型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶，是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了K型热电偶的两个重要缺点：K型热电偶在300~500℃间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定；在800℃左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极（NP）的名义化学成分为：Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4，负极（NN）的名义化学成分为：Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1，其使用温度为-200~1300℃。

　　N型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点，其综合性能优于K型热电偶，是一种很有发展前途的热电偶。

　　N型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。

　　（E型热电偶）镍铬-铜镍热电偶

　　镍铬-铜镍热电偶（E型热电偶）又称镍铬-康铜热电偶，也是一种廉金属的热电偶，正极（EP）为：镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为：55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。该热电偶的使用温度为-200~900℃。

　　E型热电偶热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。E热电偶还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为用户采用。

　　E型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性气氛中，热电势均匀性较差。

　　（J型热电偶）铁-铜镍热电偶

　　铁-铜镍热电偶（J型热电偶）又称铁-康铜热电偶，也是一种价格低廉的廉金属的热电偶。它的正极（JP）的名义化学成分为纯铁，负极（JN）为铜镍合金，常被含糊地称之为康铜，其名义化学成分为：55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的锰，钴，铁等元素，尽管它叫康铜，但不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜，故不能用EN和TN来替换。铁-康铜热电偶的覆盖测量温区为-200~1200℃，但通常使用的温度范围为0~750℃

　　J型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点，广为用户所采用。

　　J型热电偶可用于真空，氧化，还原和惰性气氛中，但正极铁在高温下氧化较快，故使用温度受到限制，也不能直接无保护地在高温下用于硫化气氛中。

　　（T型热电偶）铜-铜镍热电偶

　　铜-铜镍热电偶（T型热电偶）又称铜-康铜热电偶，也是一种最佳的测量低温的廉金属的热电偶。它的正极（TP）是纯铜，负极（TN）为铜镍合金，常之为康铜，它与镍铬-康铜的康铜EN通用，与铁-康铜的康铜JN不能通用，尽管它们都叫康铜，铜-铜镍热电偶的盖测量温区为-200~350℃。

　　T型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点，特别在-200~0℃温区内使用，稳定性更好，年稳定性可小于±3μV，经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。

　　T型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差，故使用温度上限受到限制。

　　热电偶测温范围

　　1、铂铑-铂热电偶测温范围630.74~1064.43℃

　　2、镍铬-镍硅热电偶测温范围0~900℃

　　3、钨-铼热电偶测温范围300~2000℃

　　4、镍铬-考铜热电偶测温范围0~600℃

　　5、铜-康铜热电偶测温范围-200~100℃

　　S型热电偶在热电偶系列中具有精确度最高，稳定性最好，测温温区宽，运用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性氛围中。由于S型热电偶具有优秀的综合性能，契合国际运用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规则今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）以为S型热电偶仍可用于近似完成国际温标。

　　S型热电偶缺乏之处是热电势，热电势率较小，灵活读低，高温下机械强度降落，对污染十分敏感，贵金属资料昂贵，因此一次性投资较大。 这里的资料由江苏金湖奥特美自动化仪表厂免费为您提供，希望可以给需要的人带来更大的帮助

　　热电偶各类型测温范围

　　一、S型热电偶：铂铑10-铂热电偶，温度范围0～1300℃；优点：1、耐热性、安定性、再现性良好及较优越的精确度； 　　2、耐氧化、耐腐浊性良好； 　　3、可以做为标准使用。 　　缺点：1、热电动势值小，补偿导线误差大； 　　2、价格高昂； 　　3、在还元性气体环境较脆弱。（特别是氢、金属蒸气）

　　二、R型热电偶：铂铑13-铂热电偶，温度范围0～1300℃； 　　优点：1、耐热性、安定性、再现性良好及较优越的精确度； 　　2、耐氧化、耐腐浊性良好； 　　3、可以做为标准使用。 　　缺点：1、热电动势值小，补偿导线误差大； 　　2、在还元性气体环境较脆弱（特别是氢、金属蒸气）； 　　4、价格比S分度高昂。

　　三、B型热电偶：铂铑30-铂铑6热电偶，温度范围0～1600℃； 　　优点：1、耐氧化、耐腐浊性良好； 　　2、在常温环境下热电动势非常小，不需补偿导线； 　　3、耐热性与机械强度较R型优良。 　　缺点：1、在中低温域之热电动势极小，600℃以下测定温度不准确； 　　2、热电动势值小，热电动势之直线性不佳； 　　3、价格比S分度还要贵；

　　四、K型热电偶：镍铬-镍硅热电偶，温度范围0～1300℃； 　　优点：1、热电动势之直线性良好； 　　2、1000℃以下耐氧化性良好； 　　3、在金属热电偶中安定性属良好。 　　缺点：1、热电动势与贵金属热电偶相比较时变化较大； 　　2、不适用于还元性气体环境； 　　3、受短范围排序之影响会产生误差。

　　五、N型热电偶：镍铬硅--镍硅热电偶，温度范围-270～1300℃； 　　优点：1、1200℃以下耐氧化性良好。 　　2、热电动势之直线性良好。 　　缺点：1、不适用于还元性气体环境 　　2、热电动势与贵金属热电偶相比较时变化较大。

　　六、E型热电偶：镍铬硅--康铜热电偶，温度范围-270～1000℃ 　　优点：1、热电偶中感度最好； 　　2、与J热电偶相比耐热性良好； 　　3、适于氧化性气体环境。 　　4、价格低廉 　　缺点：不适用于还元性气体环境

　　七、J型热电偶：铁--康铜热电偶，温度范围-210～1000℃； 　　优点：1、可使用于还元性气体环境 　　2、热电动势较K热电偶大20%。 　　3、价格较便宜，适用于中温区域。 　　缺点：易生锈，再现性不佳。

　　八、T型热电偶：铜--康铜热电偶，温度范围-270～400℃； 　　优点：1、热电动势之直线性良好。 　　2、低温之特性良好 　　3、再现性良好、高精度。 　　缺点：1、使用温度限度低。 　　2、热传导误差大。

　　九、PT100型热电阻：铂电阻，温度范围-200～500℃； 　 铂材料的优点是化学稳定性好、能耐高温，容易制得纯铂，它的缺点是：在还原介质中，特别是在高温下很容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所沾污，使铂丝变脆，并改变电阻与温度之间的关系。

　　十、Cu50型热电阻：铜电阻，温度范围-50～100℃： 　　铜热电阻的价格便宜，线件度好，工业上在-50-- 100℃范围内使用较多。铜电阻怕潮湿，易被腐蚀，熔点亦低。

　　热电偶选型

　　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。

　　选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。

　　1、测量精度和温度测量范围的选择

　　使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶；250℃下以及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

　　2、使用气氛的选择

　　S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用，J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛，若使用气密性比较好的保护管，对气氛的要求就不太严格。

　　3、耐久性及热响应性的选择

　　线径大的热电偶耐久性好，但响应较慢一些，对于热容量大的热电偶，响应就慢，测量梯度大的温度时，在温度控制的情况下，控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性，选择铠装偶比较合适。

　　4、测量对象的性质和状态对热电偶的选择

　　运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高，有化学污染的气氛要求有保护管，有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。

　　5、注意事项

　　◆热电偶公称压力：一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。

　　◆热电偶最小插入深度：应不小于其保护套管外径的8－10倍（特列产品例外）

　　◆绝缘电阻：当周围空气温度为15－35℃，相对湿度《80%时绝缘电阻≥5兆欧（电压100V）。具有防溅式接线盒的热电偶，当相对温度为93± 3℃ 时，绝缘电阻≥0.5兆欧（电压100V）

　　◆高温下的绝缘电阻：热电偶在高温下，其热电极（包括双支式）与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻（按每米计）应大于下表规定的值。

　　选型流程：型号--分度号—防爆等级—精度等级—安装固定形式—保护管材质—长度或插入深度

　　一般热电偶型号为：WR□□-□□□下面是每个字母代表的意思：W----温度仪表

　　R----热电偶

　　□----热电偶材料（R--铂铑30-铂铑6、P--铂铑10-铂、N--镍铬-镍硅、E--镍铬-铜镍（镍铬-康铜）、C--铜-铜镍、F--铁-铜镍、M--镍铬硅-镍硅

　　□----支数（空位为单支，2为双支式）

　　□----安装固定形式（1、无固定装置式。2、固定螺纹式。3、活动法兰式。4、固定法兰式。、5、活动法兰角尺式。6、固定螺纹锥形保护管式

　　□----接线装置（0、铠装保护帽带引线。1、接线板。2、防溅接线盒。3、防水接线盒。4、防爆接线盒。5、防喷接线盒。6、圆接插件。7、扁接插件 8、显示防爆接线盒。9、铠装手柄带线及插头。R、保护帽带金属软管。Z、简易接线柱。F、防腐接线盒

　　□----直径序号（0、Φ16mm保护管。1、Φ25mm保护管（双层套管）或为Φ12mm不锈钢管。2、Φ16mm高铝质管（单层套管）。3、Φ20mm高铝质保护管。4、Φ16mm刚玉管。5、Φ25mm刚玉管（双层套管）

       结语

           关于热电偶的相关介绍就到这了，希望本文能让你对热电偶有更深的了解。

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