热电偶广泛用于测量和控制温度,其优点是精度高、结构简单、使用方 便。

热电偶是由两根成分不同,但具有一定热电特性的材料 (热电极) 焊接一端构成的。热电偶的焊接端称为工作端或热端,测温时将它插测温部位,其温度为t1; 另一端为自由端或冷端,其温度为t2。如果两端的温度不同 (t1>t2) 在回路中将产生热电动势,即可由指示仪表M显示出来,如图10-15所示。

主要热电偶材料的特点和用途见表10-34,热电偶主要规格见表10-35,常用热电偶的热电势见表10-36。

图10-15 热电偶测温原理示意图

图10-16 热电偶连接补偿导线的电路

各种温度仪表的刻度,都是按照热电偶冷端处于0℃时制造的,因此,冷端温度变化将影响被测温度指示的正确性。为了消除这个影响,在工业上常采用补偿导线法,如图10-16所示。

常用补偿导线的性能与用途见表10-37。

表10-34 主要热电偶材料的特点和用途

热电偶材料
(主要成分)/(%)
工作温度/℃ 容许误差 主要特点 主要用途
正极 负极 短期工作
最高温度
推荐工
作温度
铂铑40
(Pt60 Rh40)
铂铑20
(Pt80 Rh20)
1 850 1 600~1 800 ≤600℃:±3℃
>600℃:±0.5%t
最有良好的化学稳定性、热稳
定性和高温抗氧化性。适用于真
空(短期使用)、惰性及氧化性
气氛中。不能用于还原性气氛或
含有铅、锌等金属蒸气和磷、
硫、砷等非金属蒸气的气氛,一
般不必进行自由端温度校正
用于测量1800℃高
铂铑20
(Pt80 Rh20)
铂铑5
(Pt95 Rh5)
1 770 1 300~1 600 ≤600℃:±3℃
>600℃:±0.5%t
晶粒长大的倾向性少,稳定性
好。气氛适用情况同上,一般不
必进行自由端温度修正
用于钢水温度、各
种高温热处理炉、加
热炉及其他高温测量
铂铑10
(Pt90Rh10)

(Pt100)
1 600 1 000~1 300 ≤600℃:±2.4℃
>600℃:±0.4%t
精度较高,稳定性和重现性较
好,可作一、二等标准温度传
递。气氛适用情况同上
各种金属熔炼、高
温热处理炉、加热炉
及其他高温测量
镍铬
(Ni90.5
Cr9.5)
镍硅
(Ni97.5
Si2.5)
1 300 600~1 250 ≤600℃:±2.4℃
>600℃:±0.4%t
在较廉价金属热电偶中具有最
好的抗氧化性能。适用于真空
(短期使用)惰性及氧化性气
氛。磷、硫及硅会影响其寿命
有色金属熔炼、各
种高温热处理炉、加
热炉及航空、石油、
化工等高温测量

续表

热电偶材料
(主要成分)/%
工作温度/℃ 容许误差 主要特点 主要用途
正极 负极 短期工作
最高温度
推荐工
作温度
镍铬
(Ni90.5
Cr9.5)
镍铝
(Ni95A12
Mn2Sil)
1 200 600~1 000 ≤600℃:±2.4℃
>600℃:±0.4%t
有良好抗氧化性能,能耐中子辐
照。气氛适用情况同上
可用于核场中
测温,余同上

(Fe100)
康铜
(Cu55
Ni45)
800 300~600 ≤100℃:±3℃
>400℃:±0.75%t
热电势与热电势率较高,价格较
廉,在真空中可长期使用。缺点是
在潮湿空气中易生锈。在500℃以
上易氧化。气氛适用情况同上
石油、化工等
生产中测温
镍铬
(Ni90.5
Cr9.5)
考铜
(Cu56.5
Ni43
Mn0.5)
800 0~600 ≤400℃:±4℃
>400℃:±1%t
在常用热电偶材料中,它具有最
高热电势和热电势率。耐蚀性及耐
热性比铁一康铜优良。气氛适用情
况同上
石油、化工等
生产中测温
镍铬
(Ni90.5
Cr9.5)
康铜
(Cu55
Ni45)
800 0~600 ≤400℃: ±4℃
>400℃:1%t
耐中子辐照,其热电势和热电势
率比镍铬一考铜热电偶小,其他性
能基本相同。适用气氛同上
石油、化工等
生产中测温

(Cu100)
康铜
(Cu55
Ni45)
300 0~300 -40~100℃:±0.8℃
100~300℃:±0.75%t
精密级的误差减半
均匀性和稳定性都较好。在潮湿
空气中有抗蚀性。气氛适用情况同
石油、化工等
生产中测温

表10-35 热电偶主要规格

型号 适用范围 保护管材料 惰性时
间/min
总长度
/mm
插入深度
/mm
工作压
力/Pa

铂铑-铂热电偶

WRP-110 测1 300℃
以下加热炉
温度
耐高温瓷 8 475,725,
975,1 225,
1 475,1 975
300,300,
500,500,
750,750
接近1×
106(1个
大气压)

镍铬-镍铝热电偶

WRN-110 测量900℃
以下窑炉、反
射炉或其他
非液体介质
加热炉中温
耐高温瓷 8 500、750、
1 000、1 250
1 500、2 000
300,300,
500,500,
750,1 000
接近1×
106(1个
大气压)
WRN-111 测 量
1 000℃以下
加热炉中气
体或液体的
温度
非工作
部分用碳
钢,工作部
分用耐热
不锈钢
8 500,750,
1 000,1250,
1 500,2 000,
2 500,3 000
300,300,
500,500,
750,1 000,
1 250,1 500
接近1×
106(1个
大气压)
WRN-
112X
测 量
800℃以下加
热炉中气体
或液体的温
耐热不
锈钢
1.5 450,650,
900,1 150,
2 150
300,500,
750,1 000,
2 000
0.003
WRN-210 测量
800℃以下管
道和锅炉内
气体或液体
的温度
非工作
部分用碳
钢,工作部
分用耐热
不锈钢
8 300,450,
650,900,
1 150
150,300,
500,750,
1 000
0.006

续表

型号 适用范围 保护管材料 惰性时
间/min
总长度
/mm
插入深度
/mm
工作压
力/Pa

镍铬-镍铝热电偶

WRN—
610X
测量温度
在600℃以下
以及流速小
于80m/s蒸
汽和水的温
耐热不锈
1.5 250,300,
450
100,150,
300
0. 100
WRN—010 测量退火
炉内钢板加
热温度,长时
间使用温度
为800℃以
瓷管绝缘
无外保护套
  3 200  接近1×
106(1个
大气压)

镍铬-考铜热电偶

WRK—111 测量600℃
以下加热炉
中气体和液
体的温度
非工作部
分用碳钢,
工作部分用
耐热不锈钢
8 500,750,
1 000,1 250,
1 500,2 000,
2 500,3 000
300,300,
500,500,
750,1 000,
1 250,1 500
接近1×
106(1个
大气压)
WRK—
112X
测量600℃
以下加热炉
中气体和液
体的温度
耐热不锈
1.5 450,650,
800,1 150,
2 150
300,500,
750,1 000,
2 000
0.003
WRK—210 测量600℃
以下管道和
锅炉内气体
或液体温度
非工作部
分用碳钢,
工作部分用
耐热不锈钢
8 300,450,
650,900,
1 150
150,300,
500,750,
1 000
0.010
WRK—
610X
测量600℃
以下流速小
于80m/s蒸
汽和水的温
耐热不锈
1.5 250,300,
450
100,150,
300
0.100

表10-36 常用热电偶的热电势

热端
温度
t/℃
冷端温度为0℃时热电偶的热电势/mV
康铜
-铜
康铜
-银
康铜
-铁
镍-碳 镍-镍
铬合金
康铜
-镍
铬合金
铂铑
40-
铂铑20
铂铑20
-铂铑5
铂铑
10-铂
-200
-100
-5. 46
-3. 32

-7. 50
-4. 40






0 0 0 0 0 0
20 0. 76 0. 78 0. 82 1.25 0. 113
100 4. 1 4. 12 5. 15 1.76 4. 07 5. 62 0. 041 0. 074 0. 643
200
300
8. 8
14. 1
8. 84
14. 1
10. 48
15. 77
4. 17
6. 54
8. 12
12. 22
11. 08
19. 09
0. 093
0. 161
0. 268
0. 569
1.436
2. 315
400
500
600
19. 9
26. 3
19. 77
25. 79
32. 15
20. 96
26. 12
31. 47
8. 38
10. 28
12. 50
16. 32
20. 62
24. 87
26. 48
34. 18
41.95
0. 250
0. 363
0. 505
0. 966
1.447
2. 005
3. 250
4. 220
5. 222
700
800
900
1 000
1 100








37. 15
43. 25
49. 26

15. 29
18. 30
21.80
25. 63
29. 79
29. 12
33. 12
37. 27
41.45
45. 62
50. 02
57. 94
65. 75

0. 678
0. 884
1 .124
1.397
1. 703
2. 633
3. 327
4. 084
4. 902
5. 767
6. 256
7. 322
8. 421
9. 556
10. 723
1 200
1 300
1 400
1 500
1 600












34. 35



49.77








2. 041
2. 409
2. 806
3. 228
3. 667
6. 678
7. 633
8. 618
9. 619
10. 622
11.915
13. 116
14.313
15.504
16. 688
1 700
1 800






4. 119
4. 572
11.613

表10-37 常用补偿导线的性能与用途

品种 热电势/mV 往复电阻
值①/Ω
补偿导线极
性及绝缘
皮颜色标志
配用热电偶
100℃ 150℃ 200℃ 300℃ 400℃
铜-铜镍
0.6(Cu-
CuNi0.6)
0. 643
(±0. 023)
1.025
(+0. 024
-0. 055)
1.436
(±0. 064)
2. 315
(±0. 072)
3. 250
(±0. 072)
<0. 04 铜(+)
铜镍(-)
红(+)
绿(-)
铂铑10
(+)铂(-)
镍铬-考铜
(NiCr10-
CuNi43Mn0.5)
6. 95
(±0. 30)
10. 69
(±0. 38)
14. 66
(±0. 43)
22.90
(±0. 43)
31.48
(±0. 43)
<1.25 镍铬(+)
考铜(-)
红(+)
黄(-)
镍铬(+)
考铜(-)
铜-康铜
(Cu-CuNi40
-Mn1.5)
4.10
(±0.15)
8.13
(±0.20)
8.13
(±0.23)
12.21
(±0.23)
16.40
(±0.23)
<0.684 铜(+)
康铜(-)
红(+)
蓝(-)
镍铬(+)
镍硅(-)
(镍铝)
铜-铜镍
1.8(Cu-
CuNi1.8)
1.35
(±0.05)
2.05
(±0.09)
2.96
(±0.11)
4.61
(±0.16)
6.37
(±0.16)
<0.04 铜(+)
铜镍(-)
红(+)
白(-)
钨铼5(+)
钨铼20(-)

注:①补偿导线的往复电阻值是指当温度为20℃,长度各为1m,截面积各为1mm2时的两导线总阻值。