熱電偶的分度以及分度的特點

 熱電偶的工作原理：

　　兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當接合點的溫度不同時，在回路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應，而這種電動 勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）； 冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。

    常見的熱電偶

　　常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，并S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。

    熱電偶的分度號

　　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。

　　以下是對熱電偶分度號的解釋

　　S：  鉑銠10-純鉑

　　R：  鉑銠13-純鉑

　　B：  鉑銠30-鉑銠6

　　K：  鎳鉻-鎳硅

　　T：  純銅-銅鎳

　　J：  鐵-銅鎳

　　N： 鎳鉻硅-鎳硅

　　E：  鎳鉻-銅鎳

    分類及性能

    1.鉑銠10-鉑熱電偶

　　鉑銠10-鉑熱電偶（S型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（SP）的名義化學成分為鉑銠合金，其中含銠為10%，含鉑為90%，負極（SN）為純鉑，故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長期使用溫度為高達1300℃，短期使用溫度高達為1600℃。

　　S型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度高，穩定性好，測溫溫區寬，使用壽命長等優點。它的物理，化學性能良好，熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優良的綜合性能，符合國際使用溫標的S型熱電偶，長期以來曾作為國際溫標的內插儀器，“ITS-90”雖規定今后不再作為國際溫標的內查儀器，但國際溫度咨詢委員會（CCT）認為S型熱電偶仍可用于近似實現國際溫標。

　　S型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機械強度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。

    2.鉑銠13-鉑熱電偶

　　鉑銠13-鉑熱電偶（R型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（RP）的名義化學成分為鉑銠合金，其中含銠為13%，含鉑為87%，負極（RN）為純鉑，長期zui高使用溫度為1300℃，短期zui高使用溫度為1600℃。

　　R型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度高，穩定性好，測溫溫區寬，使用壽命長等優點。其物理，化學性能良好，熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中。由于R型熱電偶的綜合性能與S型熱電偶相當，在我國一直難于推廣，除在進口設備上的測溫有所應用外，國內測溫很少采用。1967年至1971年間，英國NPL，美國NBS和加拿大NRC三大研究機構進行了一項合作研究，其結果表明，R型熱電偶的穩定性和復現性比S型熱電偶均好，我國目前尚未開展這方面的研究。

　　R型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機械強度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。

    3.鉑銠30-鉑銠6熱電偶

　　鉑銠30-鉑銠6熱電偶（B型熱電偶）為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm，允許偏差-0.015mm，其正極（BP）的名義化學成分為鉑銠合金，其中含銠為30%，含鉑為70%，負極（BN）為鉑銠合金，含銠為量6%，故俗稱雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長期使用溫度高達1600℃，短期使用溫度高達1800℃。

　　B型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度高，穩定性好，測溫溫區寬，使用壽命長，測溫上限高等優點。適用于氧化性和惰性氣氛中，也可短期用于真空中，但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個明顯的優點是不需用補償導線進行補償，因為在0~50℃范圍內熱電勢小于3μV。

　　B型熱電偶不足之處是熱電勢，熱電勢率較小，靈敏讀低，高溫下機械強度下降，對污染非常敏感，貴金屬材料昂貴，因而一次性投資較大。

    4.鎳鉻-鎳硅熱電偶

　　鎳鉻-鎳硅熱電偶（K型熱電偶）是目前用量較大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。正極（KP）的名義化學成分為：Ni：Cr=90：10，負極（KN）的名義化學成分為：Ni：Si=97：3，其使用溫度為-200~1300℃。

　　K型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜等優點，能用于氧化性惰性氣氛中。廣泛為用戶所采用。

　　K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。

    5.鎳鉻硅-鎳硅熱電偶

　　鎳鉻硅-鎳硅熱電偶（N型熱電偶）為廉金屬熱電偶，是一種國際標準化的熱電偶，是在70年代初由澳大利亞國防部實驗室研制成功的它克服了K型熱電偶的兩個重要缺點：K型熱電偶在300~500℃間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動勢不穩定；在800℃左右由于鎳鉻合金發生擇優氧化引起的熱電動勢不穩定。正極（NP）的名義化學成分為：Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4，負極（NN）的名義化學成分為：Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1，其使用溫度為-200~1300℃。

　　N型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜，不受短程有序化影響等優點,其綜合性能優于K型熱電偶,是一種很有發展前途的熱電偶.

　　N型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。

    6.鎳鉻-銅鎳熱電偶

　　鎳鉻-銅鎳熱電偶（E型熱電偶）又稱鎳鉻-康銅熱電偶，也是一種廉金屬的熱電偶，正極（EP）為：鎳鉻10合金，化學成分與KP相同，負極（EN）為銅鎳合金，名義化學成分為：55%的銅，45%的鎳以及少量的錳，鈷，鐵等元素。該熱電偶的使用溫度為-200~900℃。

　　E型熱電偶熱電動勢之大，靈敏度之高屬所有熱電偶中之高，宜制成熱電堆，測量微小的溫度變化。對于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏，宜用于濕度較高的環境。E熱電偶還具有穩定性好，抗氧化性能優于銅-康銅，鐵-康銅熱電偶，價格便宜等優點，能用于氧化性和惰性氣氛中，廣泛為用戶采用。

　　E型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性氣氛中，熱電勢均勻性較差。

    7.鐵-銅鎳熱電偶

　　鐵-銅鎳熱電偶（J型熱電偶）又稱鐵-康銅熱電偶，也是一種價格低廉的廉金屬的熱電偶。它的正極（JP）的名義化學成分為純鐵，負極（JN）為銅鎳合金，常被含糊地稱之為康銅，其名義化學成分為：55%的銅和45%的鎳以及少量卻十分重要的錳，鈷，鐵等元素，盡管它叫康銅，但不同于鎳鉻-康銅和銅-康銅的康銅，故不能用EN和TN來替換。鐵-康銅熱電偶的覆蓋測量溫區為-200~1200℃，但通常使用的溫度范圍為0~750℃

　　J型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩定性和均勻性較好，價格便宜等優點,廣為用戶所采用。

　　J型熱電偶可用于真空，氧化，還原和惰性氣氛中，但正極鐵在高溫下氧化較快，故使用溫度受到限制，也不能直接無保護地在高溫下用于硫化氣氛中。

    8.銅-銅鎳熱電偶

　　銅-銅鎳熱電偶（T型熱電偶）又稱銅-康銅熱電偶，也是一種較佳的測量低溫的廉金屬的熱電偶。它的正極（TP）是純銅，負極（TN）為銅鎳合金，常之為康銅，它與鎳鉻-康銅的康銅EN通用，與鐵-康銅的康銅JN不能通用，盡管它們都叫康銅，銅-銅鎳熱電偶的蓋測量溫區為-200～350℃。

　　T型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩定性和均勻性較好，價格便宜等優點,特別在-200～0℃溫區內使用，穩定性更好，年穩定性可小于±3μV，經低溫檢定可作為二等標準進行低溫量值傳遞。