k type 熱電偶原理 相關
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- 基本原理: 利用熱電效應(註1)的原理,將兩種不同材質的金屬導體A和B焊接起來,形成一個密閉迴路,當兩端存在溫差,迴路中就會有電流產生,導致電壓改變,即產生熱電勢(註2),溫差越大電流越大,電壓也改變越大。 測得熱電勢後即可換算成溫度值。
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k型熱電偶是什麼?
什麼是k-type熱電偶?
熱電偶是什麼?
熱電偶測溫的基本原理是什麼?
K-Type熱電偶 (K型；鎳鉻合金、鋁鉻合金) K-Type為目前運用最廣的熱電偶型式 ，因為不含貴金屬，所以造價便宜，且可量測的範圍很廣 (−200℃～+1200℃)，其量測誤差約在±1.5～±2.5°C之間。 K-Type的敏感度為41µV/°C，容易被偵測，且在高溫環境下也不會給系統造成過大的負荷。 除非有什麼特殊需求或是要求精度較高者，否則都會選擇用K-Type。 N-Type熱電偶 (N型；鎳鉻矽合金、鎳矽鎂合金) N-Type可以視為K-Type的改良進階版本，它有著較高的穩定性及高溫抗氧化性，常應用於高溫測量。 測量範圍為 −200℃～1200℃。 其量測誤差也是落在約±1.5～±2.5°C之間。 敏感度為39µV/℃。
- 概觀
- 介紹
- 測溫原理
- 特點
- 產品資料
- 回響時間測量
- 四大定律
K型熱電偶是一種溫度感測器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調節器配套使用。K型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。
K型熱電偶作為一種溫度感測器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調節器配套使用。K型熱電偶可以直接測量各種生產中從0℃到1300℃範圍的液體蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。
K型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2mm～4.0mm。
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，能用於氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所採用。
熱電偶測溫必須由熱電偶、連線導線及顯示儀表三部分組成。下圖是最簡單的熱電偶測溫示意圖。按右圖組成的熱電偶蕊及測溫電偶絲1 ，如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶迴路中就會產生熱電勢，這種物理現象就稱為熱電現象(即熱電效應)。在熱電偶迴路中產生的電勢由溫差電勢和接觸電勢兩部分組成。接觸電勢：它是兩種電子密度不同的導體相互接觸時產生的一種熱電勢。當兩種不同的導體A和B相接觸時，假設導體A和B的電子密度分別為Na和Nb並且Na>Nb，則在兩導體的接觸面上，電子在兩個方向的擴散率就不相同，由導體A擴散到導體B的電子數比從B擴散到A的電子數要多。導體A失去電子而顯正電，導體B獲得電子而顯負電。因此，在A、B兩導體的接觸面上便形成一個由A到B的靜電場，這個電場將阻礙擴散運動的繼...
綜述
檢出(測溫)元件熱電偶是工業上最常用的溫度檢測元件之一。必須配二次儀表，其優點是： ①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。 ②測量範圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）。 ③構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。 2根據溫度測量範圍及精度，選用相應分度號的熱電偶 使用溫度在1300~1800℃，要求精度又比較高時，一般選用B型熱電偶；要求精度不高，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶，高於1800℃一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶；在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶，低於400℃一般用E型熱電偶；250℃下以及負溫測量一般用T型電偶，在低溫時T型熱電偶穩定而且精度高。 測量範圍及允許誤差範圍 註：t為感溫元件實測溫度值（℃）電場強度越高，因而接觸電勢也就越大。這樣將1產生的溫差熱電勢通過連線導線2在顯示儀表3中顯示出來。
時間常數
熱電偶公稱壓力：一般是指在工作溫度下保護管所能承受的靜態外壓而破裂。 熱電偶 最小插入深度：應不小於其保護套管外徑的8－10倍（特列產品例外） 絕緣電阻：當周圍空氣溫度為15－35℃，相對濕度<80%時絕緣電阻≥5兆歐（電壓100V）。具有防濺式接線盒的熱電偶，當相對溫度為93± 3℃ 時，絕緣電阻≥0.5兆歐（電壓100V） 高溫下的絕緣電阻：K型熱電偶在高溫下，其熱電極（包括雙支式）與保護管以及雙支熱電極之間的絕緣電阻（按每米計）應大於下表規定的值。
分度表
溫度單位：℃ 電壓單位：mV) 參考溫度點：0℃(冰點)
K型熱電偶選型資料
ITS-90國際溫度標準(JIS C 1602-1995,ASTM E230-1996,IEC 584-1-1995)
熱電偶安裝注意點
(1)熱電偶應儘量垂直裝在水平或垂直管道上，安裝時應有保護套管，以方便檢修和更換。
(2)熱電偶的冷端應處在同一環境溫度下，應使用同型號的補償導線，且正負要接對。
(3)測量管道內溫度時，元件長度應在管道中心線上(即保護管插入深度應為管徑的一半)。
測量K型熱電偶的熱回響時間實際上是比較複雜的，不同的試驗條件會產生不同的測量結果，這是由於受周圍介質的換熱率影響，換熱率高，則熱回響時間就短。
為了使熱電偶的熱回響時間具有可比性，國家標準規定：熱回響時間應在專用水流試驗裝置上進行。該裝置的水流速度應保持0.4±0.05m/s，初始溫度在5-45℃的範圍內，溫度階 躍值為40-50℃。在試驗過程中，水的溫度變化應不大於溫度階躍值的±1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設計的置入深度。
由於熱電偶在室溫附近熱電勢很小，熱回響時間不容易測出，因此國家標準規定可採用同規格的K型熱電偶的熱電極組件替換其自身的熱電極組件，然後進行試驗。
試驗時應記錄熱電偶的輸出變化至相當於溫度階躍變化50%的時間T0.5，必要時可記錄變化10%的熱回響時間T0.1和變化90%的熱回響時間T0.9。所記錄的熱回響時間，應是同一試驗 至少三次測試結果的平均值，每次測量結果對於平均值的偏離應在±10%以內。此外，形成溫度階躍變化所需的時間不應超過被測試熱電偶的T0.5的十分之一。記錄儀器或儀表的響 應時間不應超過被試熱電偶的T0.5的十分之一。
均質導體定律
熱電偶絲由同一種均質材料（導體或半導體）兩端焊接組成閉合迴路，無論導體截面如何以及溫度如何分布，將不產生接觸電勢，溫差電勢相抵消，迴路中總電勢為零。 可見，熱電偶必須由兩種不同的均質導體或半導體構成。若熱電極材料不均勻，由於溫度梯存在，將會產生附加熱電勢。
中間導體定律
在熱電偶迴路中接入中間導體（第三導體），只要中間導體兩端溫度相同，中間導體的引入對熱電偶迴路總電勢沒有影響，這就是中間導體定律。 套用：依據中間導體定律，在熱電偶實際測溫套用中，常採用熱端焊接、冷端開路的形式，冷端經連線導線與顯示儀表連線構成測溫系統。 有人擔心用銅導線連線熱電偶冷端到儀表讀取mV值，在導線與熱電偶連線處產生的接觸電勢會使測量產生附加誤差。根據這個定律，是沒有這個誤差的！
中間溫度定律
熱電偶迴路兩接點（溫度為T、T0）間的熱電勢，等於熱電偶在溫度為T、Tn時的熱電勢與在溫度為Tn、T0時的熱電勢的代數和。Tn稱中間溫度。 套用：由於熱電偶E-T之間通常呈非線性關係，當冷端溫度不為0攝氏度時，不能利用已知迴路實際熱電勢E（t，t0)直接查表求取熱端溫度值；也不能利用已知迴路實際熱電勢E（t，t0)直接查表求取的溫度值，再加上冷端溫度確定熱端被測溫度值，需按中間溫度定律進行修正。初學者經常不按中間溫度定律來修正！
2023年12月15日 · KType為最廣為使用的熱電偶型式，因為其造價便宜，且可量測的範圍很廣（自−200℃到+1000℃）。 KType的敏感度為 41 µV/°C，容易被偵測，且在高溫時不會給系統造成過大的負荷。 一般而言，除非有什麼特殊需求，不然都會選擇用 KType。 E Type（E型、鎳鉻合金或銅鎳合金） EType 因為其輸出較高 (68 µV/°C)，所以比較適合用於量測低溫，最低可以量測接近絕對零度，一般在使用 -200°C ~900°C 為主。 此外，因兩端點皆沒有磁性，因此無法用磁鐵來分辨正負極。 J Type (J型、鐵或銅鎳合金) 為比較早期的熱電偶，目前較少使用，僅用於無法接收其他熱電偶訊號的早期設備上。 因測量範圍受限制 (–40 to +750 °C)，而被 KType 取代。
熱電偶 （英語： thermocouple ）又稱 溫差電偶 ，是一種被廣泛應用的 溫度傳感器 ，也被用來將 熱勢差 [1] 轉換為 電勢差 ，作為「電溫計」 [2] [3] （electrical thermometer） [4] [5] 。 熱電偶價格低廉、易於更換，測量時不需要外加電源，有標準接口，且具有很大的溫度量程。 主要的局限是精度，系統誤差通常大於0.1 攝氏度 。 1821年， 德國 - 愛沙尼亞 物理學家 托馬斯·塞貝克 （英語：Thomas Seebeck） 發現，將兩種不同 金屬 各自的二端分別連接構成的迴路，如果兩種金屬的兩個結點處溫度不同，就會在這樣的線路內發生電流。 現在這種現象被稱為 熱電效應 或「Seebeck效應」。 熱電效應中電壓的大小取決於金屬的種類。
熱電偶工作原理: 熱電偶由兩條不同材質的金屬線組合而成，於溫度量測端焊接在一起，且需避免兩條金屬裸線纏絞在一起，以避免在高溫或振動環境下鬆脫、接觸不良，進而造成溫度量測失準等問題。 使用時，熱電偶的另一頭（通常為插頭狀）會連接到測溫儀器上，正負極不可插反，如此，兩條金屬線就會構成一個迴路。 當熱電偶的溫度量測端發生溫度變化時，金屬線的兩個端點就會產生熱勢差，並在迴路內轉換成電壓差，進而產生電流，這種現象稱之為「熱電效應」或「Seebeck效應」，而這個電壓差則被稱之為「熱電位」。 熱電偶種類應用:
2020年4月20日 · K型熱電偶（k-type）溫度與電壓轉換計算筆記. 原創 少年丶趁年轻 2020-04-20 08:02. 一、熱電偶簡介. 熱電偶是一種簡單的溫度測量裝置，由兩種不同金屬組成. 而我們今天講的主要是K型的轉換方法。 網上有不少人都是用查表的方式進行轉換，但是這種方法顯然很笨重，而且工作量也不小，還佔用不少內存。 我今天介紹的是使用的Omega官方的轉換多項式來轉換的。 K型熱電偶的的溫度與電壓曲線並非直線，但是其在-50° - 350°C之間時，線性度卻非常好，如下圖。 二、熱電偶的溫度計算. 熱電偶有2個端點，分別爲 溫度結T-JUNC 和 冷端點 T-cold ，我們通過模數轉換芯片去. 芯片驅動類. k-type. 熱電偶.
熱 電偶 測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合迴路，當兩端存在溫度梯度時，迴路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的 塞貝克效應 (Seebeck effect）。 兩種不同成份的均質導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處於某個恆定的溫度下。 根據熱電動勢與溫度的函式關係，製成熱電偶分度表； 分度表 是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。 熱電偶（圖1） 在熱電偶迴路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產生的熱 電勢 將保持不變，即不受第三種金屬接入迴路中的影響。 因此，在熱電偶測溫時，可接入 測量儀表 ，測得熱電動勢後，即可知道被測介質的溫度。
