热电偶如何判断正负极(热电偶的应用、原理、分类、选用、故障处理方法)

Posted 2023-06-02

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热电偶如何判断正负极(热电偶的应用、原理、分类、选用、故障处理方法)

一、热电偶的应用：热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，用于中高温区测量（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～2800℃，更高的温度，可采用光学测温仪），并把温度信号转换成热电动势信号，通过二次仪表转换成被测介质的温度。热电偶更具应用需要做成不同的外形，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。

二、热电偶的工作原理：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。当导体A和B的两个结点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。热电偶按材料分最常用的为K型（4.096mV）K 镍铬--镍硅 -200-+1000℃ ,E型(6.319mV),镍铬铜镍 -200-+700 ℃。

如图所示，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。置于被测温度为 t 的介质中，称为工作段，另一端为自由端，放在温度为t0的恒定温度下，当工作段的被测介质温度发生变化时，热电势也随温度发生一定规律的变化。热电偶产生的热电动势，其大小只与电极材料与两端的温差有关，而与热电极的长度和直径的粗细无关。

三、采用热电偶为测量元件的变送器称之为热电偶温度变送器。从外观上看，热电阻和热电偶温度变送器没有太大的区别。

四、热电偶分类：根据安装环境，热电偶有螺纹连接，法兰连接，有铠装（耐冲击），有刚玉管（用于高温环境，脆，不耐冲击，需要套管保护）根据需要有长有短；常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓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，可与配套的显示仪表配套使用。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中国统一设计型热电偶。

分度号	热电阻材料		测温范围	优点
	正极	负极	测温范围	优点
S	铂铑10	纯铂	0〜1600C	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。
R	铂铑13	纯铂	0〜1600C	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
B	铂铑30	铂铑6	600〜1800C	1.适用1000C以上至1800C2.在常温环境下热电动势非常小，不需补偿导线3.耐氧化、耐腐浊性良好。4.耐热性与机械强度较
K	镍铬	镍硅	-200～1300	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：不适用于还元性气体环境，特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体；热电动势与贵金属热电偶相比较经时变化较大；
T	纯铜	铜镍		不常用
J	铁	铜镍		不常用
N	镍铬硅	镍硅		不常用
E	镍铬	铜镍		不常用

五、热电偶常见故障及处理方法

现象	原因	处理方法
热电势值偏低	1.热电偶受潮，绝缘不良2.热电偶电极材料变质或热端损坏3.补偿导线热电偶极性接反（随着温度的升高，显示值降低，甚至为负值）4.线路电阻不准确	a.清洗烘干或更换热电偶b.更换热电偶c.正确接线d.正确配置线路电阻
热电势值偏高	1.补偿导线与热电偶型号不符2.热电偶电极材料变质3.线路电阻断路(跑最大量程)	a.更换补偿导线b.更换热电偶c.更换线路电阻
热电势不稳定	a.端子接触不良 b.绝缘不良或局部接地	a.拧紧接线端子b.清洗烘干或处理接地故障