技術(shù)資料
熱電偶選型指南
1、熱電偶測溫范圍：
名義使用溫度：各類熱電偶分度表的分度范圍。
最高使用溫度：一般指短期極限使用溫度。偶絲、絕緣材料和保護(hù)套管的耐溫性是熱電偶選型的3個(gè)基本因素，選型時(shí)取三種構(gòu)成材料各自的最低耐溫值作為各種材料的極限溫度值，并取三種材料的最低耐溫值作為該支熱電偶的最高使用溫度。
推薦最高使用溫度：除了考慮三種基本構(gòu)成材料的最高耐溫值外，還要分析直徑、長度、測溫介質(zhì)特性等因素對熱電偶的影響，以及使用者對熱電偶使用壽命的預(yù)期等，綜合確定熱電偶的長期最高使用溫度。
2、熱電偶/阻響應(yīng)時(shí)間（熱電偶響應(yīng)時(shí)間一般在0.1到5秒之間，直徑越小，保護(hù)管壁厚越薄，熱響應(yīng)愈快）
熱電偶響應(yīng)時(shí)間指的是熱電偶在溫度變化下所需要的時(shí)間，從熱電偶表面溫度改變到電信號反映這一變化的時(shí)間間隔。
由于熱惰性的存在，熱電偶插入被測介質(zhì)后，其穩(wěn)定的溫度指示值不能立即指示出來，而是逐漸上升，直到測量端吸熱放熱達(dá)到平衡后，才能具有穩(wěn)定的溫度指示值。
影響熱電偶響應(yīng)時(shí)間的主要因素：
①材料不同，導(dǎo)熱性能也不同，如金屬保護(hù)管比瓷保護(hù)導(dǎo)熱好，熱惰性小，熱電偶達(dá)到的穩(wěn)定時(shí)間就短、即響應(yīng)時(shí)間短；
②熱電偶的結(jié)構(gòu)、尺寸，如偶絲和保護(hù)管的直徑愈粗，惰性愈大；管壁愈厚，惰性也愈大，熱電偶達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間就愈長，即響應(yīng)時(shí)間長；
③響應(yīng)時(shí)間還隨著工作狀況的變化而不同，相同結(jié)構(gòu)的熱電偶在不同的熱交換條件下，其響應(yīng)時(shí)間是不同的。
熱電偶/阻響應(yīng)時(shí)間參照表
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名稱 |
保護(hù)管直徑大?。?/span>mm） |
熱響應(yīng)時(shí)間（s） |
名稱 |
保護(hù)管直徑大?。?/span>mm） |
熱響應(yīng)時(shí)間（s） |
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鎧裝熱電偶 |
φ0.25 |
0.2 |
鎧裝熱電偶 |
φ3 |
2 |
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φ0.5 |
0.4 |
φ4 |
2.5 |
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φ1 |
0.6 |
φ5 |
4 |
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φ1.5 |
0.8 |
φ6 |
6 |
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φ2 |
1 |
φ8 |
8 |
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裝配熱電偶 （金屬保護(hù)管） |
金屬φ16 |
≤180 |
裝配熱電偶 （非金屬保護(hù)管） |
非金屬φ16 |
≤240 |
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金屬φ20 |
≤240 |
非金屬φ25 |
≤300 |
||
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鎧裝鉑電阻 |
≤φ5 |
≤8 |
鎧裝鉑電阻 |
＞φ5 |
≤18 |
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裝配鉑電阻 |
φ12 [316L/304] |
30-90 |
裝配銅電阻 |
φ16 [316L/304] |
＜180 |
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φ16 [316L/304] |
3、熱電偶/阻的精度：
又稱允許偏差或 “允差”，指具體一支熱電偶的熱電特性與該類熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)分度表的符合程度。熱電偶的允差標(biāo)準(zhǔn)只與分度號有關(guān)，與結(jié)構(gòu)形式無關(guān)。根據(jù)與分度表的符合程度把熱電偶分為I級、II級、III 級，航天航空用途時(shí)還有特I級(AMS2750標(biāo)準(zhǔn))。
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分度號 |
國際標(biāo)準(zhǔn)允差（單位℃） |
航空航天標(biāo)準(zhǔn)允差（單位℃） |
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I級 |
II級 |
III級 |
AMS2750F |
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K、N |
±1.5℃（-40~375℃）或 0.4%|t|℃（375~1000℃） |
±2.5℃（-40~333℃）或 0.75%|t|℃（333~1200℃） |
±2.5℃或1.5%|t|℃ |
±1.1℃（≤538℃）或±0.4%|t|℃（＞538℃） |
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E |
±1.5℃（-40~375℃）或 0.4%|t|℃（375~800℃） |
±2.5℃（-40~333℃）或 0.75%|t|℃（333~900℃） |
±2.5℃或1.5%|t|℃ |
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|
J |
±1.5℃（-40~375℃）或 0.4%|t|（375~750℃） |
±2.5（-40~333℃）或 0.75%|t|℃（333~750℃） |
±2.5℃或1.5%|t|℃ |
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T |
±0.5℃（-40~125℃）或 0.4%|t|℃（125~350℃） |
±1℃（-40~133℃）或 0.75%|t|℃（125~350℃） |
±1.0℃或1.5%|t|℃ |
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S、R |
±1.0℃（0~1100℃）或 ±[1+（t-1100）×0.3%]（1100~1600℃） |
±1.5℃（0~600℃）或 ±0.25%t℃（600~1600℃） |
/ |
±0.6或±0.1%|t|℃ |
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B |
/ |
±0.25%|t|℃（600~1700℃） |
±4℃（600~800℃）或 0.5%|t|℃（800~1700℃） |
/ |
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C、D |
/ |
±4℃（0~400℃）或 1.0%|t|℃（400~2300℃） |
/ |
/ |
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鉑電阻 |
AA級 |
A級 |
B級 |
/ |
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±（0.10+0.17%|t|）℃ |
±（0.15+0.2%|t|）℃ |
±（0.30+0.5%|t|）℃ |
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銅電阻 |
/ |
/ |
/ |
C級 |
/ |
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/ |
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/ |
±（0.30+0.6%|t|）℃ |
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4、保護(hù)套管材質(zhì)及使用環(huán)境：
熱電偶保護(hù)套管的選擇，直接影響熱電偶的使用壽命，其作用至關(guān)重要。
保護(hù)管的作用是什么：
(1)保護(hù)熱電極不受人為或機(jī)械損壞；
(2)由于保護(hù)管能使熱電極不直接和被測介質(zhì)接觸，可防止有害介質(zhì)對熱電極的腐蝕，火焰和氣體對熱電極的沖刷和輻射，延長熱電極的使用壽命；
(3)保護(hù)管還起著固定和支撐熱電偶的作用；
制作保護(hù)管的材料一般應(yīng)滿足以下要求：
(1)導(dǎo)熱性能好，熱容量小，可減少熱電偶測溫時(shí)的慣性，使保護(hù)管內(nèi)外的溫差不會(huì)太大；
(2)有良好的氣密性，防止被測介質(zhì)滲透到管內(nèi)腐蝕或損壞熱電極；
(3)物理化學(xué)性能穩(wěn)定，在長期使用過程中，尤其是在高溫情況下不會(huì)和被測介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生對熱電極有害的氣體；
(4)在對酸、堿、鹽等具有腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)行測量時(shí)，保護(hù)管選用的材料應(yīng)能耐有害介質(zhì)的腐蝕；
熱電偶保護(hù)管按材料不同有4類：
(1)金屬保護(hù)管；
(2)非金屬保護(hù)管；
(3)金屬陶瓷保護(hù)管；
(4)復(fù)合型保護(hù)管。
5、熱電偶/阻選型步驟：
5.1、明確被測溫設(shè)備的使用工況：
包括最高最低和正常使用溫度、使用介質(zhì)物理狀態(tài)和化學(xué)特性、操作過程可能對熱電偶發(fā)生的影響、安裝密封要求、與下級儀表的配套要求、外部環(huán)境和測溫目的等。
5.2、確定兩端五部：
1）根據(jù)使用溫度和介質(zhì)特性確定熱電偶/阻分度號和保護(hù)套管的材質(zhì)；
2）根據(jù)被測溫設(shè)備對熱電偶/阻的機(jī)械強(qiáng)度和安裝密封要求確定保護(hù)管直徑、置入長度、總長度和安裝固定裝置；
3）根據(jù)被測溫設(shè)備的加熱方式和安裝密封要求確定熱電偶/阻測量端形式；
4）根據(jù)外部環(huán)境和安裝密封要求確定熱電偶/阻接線端形式；
5）根據(jù)下級儀表的配套要求和測溫目的確定是否帶溫度變送器以及現(xiàn)場溫度顯示。
6）根據(jù)熱電偶選型表，正確標(biāo)記表述所選定的熱電偶/阻；
7）測溫精度選擇適當(dāng)，I級（或A級）精度價(jià)格是Ⅱ級（或B級）精度的2倍；
8）保護(hù)套管材質(zhì)選擇適當(dāng)，耐熱鋼和耐蝕鋼價(jià)格是普通不銹鋼價(jià)格的2倍，高溫合金價(jià)格是不銹鋼的20倍；
9）測高溫的分度號選擇適當(dāng)，最高使用溫度在1200℃以下的一般不選貴金屬熱電偶，S分度號價(jià)格是高溫合金K型熱電偶的3倍；
10）盡量選擇常用型號規(guī)格的熱電偶/阻，盡量選擇鎧裝熱電偶/阻。
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