一、介紹

N型熱電偶（鎳鉻硅-鎳硅熱電偶）為廉金屬熱電偶，是一種標準化的熱電偶。N型電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)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(yōu)點，其綜合性能優(yōu)于K型熱電偶，是一種很有發(fā)展前途的熱電偶。N型電偶使用溫度為-200~1300℃。

二、N型熱電偶工作原理

兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接、形成回路，直接測溫端叫測量端，接線端子端叫參比端。當測量端和參比端存在溫差時，就會在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就指示出熱電偶，產(chǎn)生的熱電動勢的對應(yīng)溫度值。熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長，熱電動勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電極的長度、直徑無關(guān)。

三、溫度測量范圍和允許誤差

四、鎧裝熱電偶選型表

WRMK-101、WRMK-102、WRMK-121、WRMK-122、WRMK-131、WRMK-132、WRMK-141、WRMK-142、WRMK-161、WRMK-162、WRMK-171、WRMK-172、WRMK-181、WRMK-182、WRMK-191、WRMK-192

WRMK-201、WRMK-202、WRMK-221、WRMK-222、WRMK-231、WRMK-232、WRMK-241、WRMK-242、WRMK-261、WRMK-262、WRMK-271、WRMK-272、WRMK-281、WRMK-282、WRMK-291、WRMK-292

WRMK-301、WRMK-302、WRMK-321、WRMK-322、WRMK-331、WRMK-332、WRMK-341、WRMK-342、WRMK-361、WRMK-362、WRMK-371、WRMK-372、WRMK-381、WRMK-382、WRMK-391、WRMK-392

WRMK-401、WRMK-402、WRMK-421、WRMK-422、WRMK-431、WRMK-432、WRMK-441、WRMK-442、WRMK-461、WRMK-462、WRMK-471、WRMK-472、WRMK-481、WRMK-482、WRMK-491、WRMK-492

WRMK-501、WRMK-502、WRMK-521、WRMK-522、WRMK-531、WRMK-532、WRMK-541、WRMK-542、WRMK-561、WRMK-562、WRMK-571、WRMK-572、WRMK-581、WRMK-582、WRMK-591、WRMK-592

WRMK2-101、WRMK2-102、WRMK2-121、WRMK2-122、WRMK2-131、WRMK2-132、WRMK2-141、WRMK2-142、WRMK2-161、WRMK2-162、WRMK2-171、WRMK2-172、WRMK2-181、WRMK2-182、WRMK2-191、WRMK2-192

WRMK2-201、WRMK2-202、WRMK2-221、WRMK2-222、WRMK2-231、WRMK2-232、WRMK2-241、WRMK2-242、WRMK2-261、WRMK2-262、WRMK2-271、WRMK2-272、WRMK2-281、WRMK2-282、WRMK2-291、WRMK2-292

WRMK2-301、WRMK2-302、WRMK2-321、WRMK2-322、WRMK2-331、WRMK2-332、WRMK2-341、WRMK2-342、WRMK2-361、WRMK2-362、WRMK2-371、WRMK2-372、WRMK2-381、WRMK2-382、WRMK2-391、WRMK2-392

WRMK2-401、WRMK2-402、WRMK2-421、WRMK2-422、WRMK2-431、WRMK2-432、WRMK2-441、WRMK2-442、WRMK2-461、WRMK2-462、WRMK2-471、WRMK2-472、WRMK2-481、WRMK2-482、WRMK2-491、WRMK2-492

WRMK2-501、WRMK2-502、WRMK2-521、WRMK2-522、WRMK2-531、WRMK2-532、WRMK2-541、WRMK2-542、WRMK2-561、WRMK2-562、WRMK2-571、WRMK2-572、WRMK2-581、WRMK2-582、WRMK2-591、WRMK2-592

裝配式熱電偶選型表

WRM-101、WRM-102、WRM-121、WRM-122、WRM-131、WRM-132、WRM-141、WRM-142、

WRM-201、WRM-202、WRM-221、WRM-222、WRM-231、WRM-232、WRM-241、WRM-242、WRM-301、WRM-302、WRM-321、WRM-322、WRM-331、WRM-332、WRM-341、WRM-342、WRM-401、WRM-402、WRM-421、WRM-422、WRM-431、WRM-432、WRM-441、WRM-442、WRM-501、WRM-502、WRM-521、WRM-522、WRM-531、WRM-532、WRM-541、WRM-542、

WRM-601、WRM-602、WRM-621、WRM-622、WRM-631、WRM-632、WRM-641、WRM-642、

WRM2-101、WRM2-102、WRM2-121、WRM2-122、WRM2-131、WRM2-132、WRM2-141、WRM2-142、WRM2-201、WRM2-202、WRM2-221、WRM2-222、WRM2-231、WRM2-232、WRM2-241、WRM2-242、WRM2-301、WRM2-302、WRM2-321、WRM2-322、WRM2-331、WRM2-332、WRM2-341、WRM2-342、WRM2-401、WRM2-402、WRM2-421、WRM2-422、WRM2-431、WRM2-432、WRM2-441、WRM2-442、WRM2-501、WRM2-502、WRM2-521、WRM2-522、WRM2-531、WRM2-532、WRM2-541、WRM2-542、WRM2-601、WRM2-602、WRM2-621、WRM2-622、WRM2-631、WRM2-632、WRM2-641、WRM2-642、

熱電偶冷端補償計算方法：

從毫伏到溫度：測量冷端溫度，換算為對應(yīng)毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加，換算出溫度；

從溫度到毫伏：測量出實際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值，相減後得出毫伏值，即得溫度。

在生產(chǎn)中由于被測對象不同，環(huán)境條件不同，測量要求不同，和熱電阻的安裝方法及采取的措施也不同，需要考慮的問題比較多，但原則上可以從測溫的準確性、安全性、維修方便三個方面來考慮。

為避免測溫元件損壞，應(yīng)保證其有足夠的機械強度，為保護感溫元件不受磨損應(yīng)加保護屏或保護管等，為確保安全、可靠，測溫元件的安裝方法應(yīng)視具體情況（如待測介質(zhì)的溫度、壓力、測溫元件的長度及其安裝位置、形式等）而定。

凡安裝承受壓力的測溫元件，都必須保證其密封性。高溫下工作的熱電偶，為防止保護管在高溫下產(chǎn)生變形，一般應(yīng)垂直安裝，若必須水平安裝則不宜過長，并用支架保護熱電偶。若測溫元件安裝于介質(zhì)流速較大的管道中，則其應(yīng)傾斜安裝。

為防止測溫元件受到過大的沖蝕，安裝在管道的彎曲處。當介質(zhì)壓力超過10MPa時，必須在測量元件上加保護外套。熱電偶/熱電阻的安裝部位還應(yīng)考慮其拆裝、維修、校驗的足夠空間和場地，具有較長保護管的熱電偶、熱電阻應(yīng)能方便地拆裝。

常用熱電偶分度號有S、B、K、E、T、J等，這些都是標準化熱電偶。其中K型也即鎳鉻－鎳硅熱電偶，它是一種能測量較高溫度的廉價熱偶。由于這種合金具有較好的高溫抗氧化性，可適用于氧化性或中性介質(zhì)中。它可長期測量1000度的高溫，短期可測到1200度。它不能用于還原性介質(zhì)中，否則，很快腐 蝕，在此情況下只能用于500度以下的測量。它比S型熱偶要便宜很多，它的重復(fù)性很好，產(chǎn)生的熱電勢大，因而靈敏度很高，而且它的線性很好。雖然其測量精 度略低，但*能滿足工業(yè)測溫要求，所以它是工業(yè)上zui常用的熱電偶。

概述：

作為工業(yè)測溫中zui廣泛使用的溫度傳感器之一—熱電偶，與鉑熱電阻一起，約占整個溫度傳感器總量的60%，熱電偶通常和顯示儀表等配套使用，直接測量各種生產(chǎn)過程中-40～1800℃范圍內(nèi)的液體、蒸氣和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。

熱電偶工作原理：

兩種不同成份的導(dǎo)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(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，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(zhì)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(chǎn)生的熱電勢。

熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢，應(yīng)注意如下幾個問題：

（1）熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)；

（2）熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；

（3）當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。

熱電偶的基本構(gòu)造：

工業(yè)測溫用的熱電偶，其基本構(gòu)造包括熱電偶絲材、絕緣管、保護管和接線盒等。

一、常用熱電偶絲材及其性能

1、鉑銠10－鉑熱電偶（分度號為S，也稱為單鉑銠熱電偶）

該熱電偶的正極成份為含銠10%的鉑銠合金，負極為純鉑；它的特點是：

（1）熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強、宜在氧化性氣氛中連續(xù)使用、長期使用溫度可達1300℃，超達1400℃時，即使在空氣中、純鉑絲也將會再結(jié)晶，使晶粒粗大而斷裂；

（2）精度高，它是在所有熱電偶中，準確度等級zui高的，通常用作標準或測量較高的溫度；

（3）使用范圍較廣，均勻性及互換性好；

（4）主要缺點有：微分熱電勢較小，因而靈敏度較低；價格較貴，機械強度低，不適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。

2、鉑銠13－鉑熱電偶（分度號為R，也稱為單鉑銠熱電偶）

該熱電偶的正極為含13%的鉑銠合金，負極為純鉑，同S型相比，它的電勢率大15%左右，其它性能幾乎相同，該種熱電偶在日本產(chǎn)業(yè)界，作為高溫熱電偶用得zui多，而在中國，則用得較少；

3、鉑銠30－鉑銠6熱電偶（分度號為B，也稱為雙鉑銠熱電偶）

該熱電偶的正極是含銠30%的鉑銠合金，負極為含銠6%的鉑銠合金，在室溫下，其熱電勢很小，故在測量時一般不用補償導(dǎo)線，可忽略冷端溫度變化的影響；長期使用溫度為1600℃，短期為1800℃，因熱電勢較小，故需配用靈敏度較高的顯示儀表。

B型熱電偶適宜在氧化性或中性氣氛中使用，也可以在真空氣氛中的短期使用；即使在還原氣氛下，其壽命也是R或S型的10～20倍；由于其電極均由鉑 銠合金制成，故不存在鉑銠－鉑熱電偶負極上所有的缺點、在高溫時很少有大結(jié)晶化的趨勢，且具有較大的機械強度；同時由于它對于雜質(zhì)的吸收或銠的遷移的影響較少，因此經(jīng)過長期使用后其熱電勢變化并不嚴重、缺點價格昂貴（相對于單鉑銠而言）。

4、鎳鉻－鎳硅（鎳鋁）熱電偶（分度號為K）

該熱電偶的正極為含鉻10%的鎳鉻合金，負極為含硅3%的鎳硅合金（有些國家的產(chǎn)品負極為純鎳）?？蓽y量0～1300℃的介質(zhì)溫度，適宜在氧化性及 惰性氣體中連續(xù)使用，短期使用溫度為1200℃，長期使用溫度為1000℃，其熱電勢與溫度的關(guān)系近似線性，價格便宜，是目前用量zui大的熱電偶。

K型熱電偶是抗氧化性較強的便宜金屬熱電偶，不適宜在真空、含硫、含碳氣氛及氧化還原交替的氣氛下裸絲使用；當氧分壓較低時，鎳鉻極中的鉻將擇優(yōu)氧化，使熱電勢發(fā)生很大變化，但金屬氣體對其影響較小，因此，多采用金屬制保護管。

K型熱電偶的缺點：

（1）熱電勢的高溫穩(wěn)定性較N分度熱電偶及貴重金屬熱電偶差，在較高溫度下（例如超過1000℃）往往因氧化而損壞；

（2）在250～500℃范圍內(nèi)短期熱循環(huán)穩(wěn)定性不好，即在同一溫度點，在升溫降溫過程中，其熱電勢示值不一樣，其差值可達2～3℃；

（3）其負極在150～200℃范圍內(nèi)要發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變，致使在室溫至230℃范圍內(nèi)分度值往往偏離分度表，尤其是在磁場中使用時往往出現(xiàn)與時間無關(guān)的熱電勢干擾；

（4）長期處于高通量中系統(tǒng)輻照環(huán)境下，由于負極中的錳（Mn）、鈷（Co）等元素發(fā)生蛻變，使其穩(wěn)定性欠佳，致使熱電勢發(fā)生較大變化。

5、鎳鉻硅－鎳硅熱電偶（分度號為N）

該熱電偶的主要特點是：在1300℃以下調(diào)溫抗氧化能力強，長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻射及耐低溫性能好，另外，在400～1300℃ 范圍內(nèi)，N分度熱電偶的熱電特性的線性比K型偶要好；但在低溫范圍內(nèi)（-200～400℃）的非線性誤差較大，同時，材料較硬難于加工。

6、銅－銅鎳熱電偶（分度號為T）

T型熱電電偶,該熱電偶的正極為純銅，負極為銅鎳合金（也稱康銅），其主要特點是：在廉價金屬熱電偶中，它的準確度zui高、熱電極的均勻性好；它的使用溫度是-200～350℃，因銅熱電極易氧化，并且氧化膜易脫落，故在氧化性氣氛中使用時，一般不能超過300℃，在-200～300℃范圍內(nèi)，它們靈敏度比較高，銅－康銅熱電偶還有一個特點是價格便宜，是常用幾種定型產(chǎn)品中*的一種。

7、鐵－康銅熱電偶（分度號為J）

J型熱電偶,該熱電偶的正極為純鐵，負極為康銅（銅鎳合金），具特點是價格便宜,適用于真空氧化的還原或惰性氣氛中，溫度范圍從 -200～800℃，但常用溫度只是500℃以下，因為超過這個溫度后，鐵熱電極的氧化速率加快，如采用粗線徑的絲材，尚可在高溫中使用且有較長的壽命；該熱電偶能耐氫氣（H2）及一氧化碳（CO）氣體腐蝕，但不能在高溫（例如500℃）含硫（S）的氣氛中使用。

8、鎳鉻－銅鎳（康銅）熱電偶（分度號為E）

E型熱電偶是一種較新的產(chǎn)品，它的正極是鎳鉻合金，負極是銅鎳合金（康銅），其zui大特點是在常用的熱電偶中，其熱電勢zui大，即靈敏度zui高；它的應(yīng)用范圍雖不及K型偶廣泛，但在要求靈敏度高、熱導(dǎo)率低、可容許大電阻的條件下，常常被選用；使用中的限制條件與K型相同，但對于含有較高濕度氣氛的腐蝕不很 敏感。

除了以上8種常用的熱電偶外，作為非標準化的熱電偶還有鎢錸熱電偶，鉑銠系熱電偶，銥鍺系熱電偶，鉑鉬系熱電偶和非金屬材料熱電偶等。