欢迎访问上海自动化仪表三厂销售商城

上海自动化仪表三厂

上海自动化仪表三厂全国咨询热线021-56725115

行业动态

行业动态

热电偶传感器:是什么,类型和购买指南用户推荐

发布时间:2020-12-07 13:55:05来源:

热电偶是一种用于温度测量的设备,由多种传感器类型组成,供消费者选择。从K型热电偶到J型,T型等等,了解它们的区别并购买适合您下一个热电偶Arduino项目的产品可能不是一件容易的事!

不过,请不要害怕,通过本指南,我将通过解释为您提供帮助:

  • 什么是热电偶?
  • 热电偶如何工作?
  • 什么是热电偶?
  • 如何选择热电偶?
  • 如何在Arduino上使用热电偶?

什么是热电偶?定义

热电偶是由两块金属制成的传感器,用于测量温度。将这两块金属的一端焊接在一起,形成一个用于测量温度的结点。

热电偶如何工作?

热电偶的工作原理

热电偶基于塞贝克效应原理(也称为热电效应)工作,该原理是德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克在18世纪发现的。

塞贝克效应指出,当两种不同的金属在两个结处连接在一起时,会产生电动势(emf)。

为了进一步了解该工作原理,我们将看一下热电偶电路!

热电偶电路说明

下图展示了热电偶中常见的电路。这是热电偶在此图中的工作方式:

  • 将两块金属的一端焊接在一起,形成连接
  • 热结是产生温度的热源
  • 温度变化时,金属之间会产生电压差
  • 然后参考热电偶参考表来解释要计算的温度的电压

热电偶有什么作用?

现在我们已经了解了热电偶的工作原理,现在我们来看看它的应用。

热电偶不仅用于工业应用,而且还用于日常电器中:

  • 工业应用:
    • 金属的温度测量
    • 窑,发动机,过程的温度测量
    • 食品工业; 牛奶巴氏杀菌和低温
  • 日常应用:
    • 热电偶炉
    • 炉子
    • 烤面包机

总体而言,热电偶是一种广泛用于测量和控制的温度传感器,尽管与其他类型的温度传感器(如RTD和恒温器)相比存在差异。稍后我们将讨论差异。

热电偶,RTD,热敏电阻之间有什么区别?

可以将热电偶与RTD和热敏电阻一起进行比较,因为它们都是用于温度测量的常见传感器类型。

注意:下表仅供比较,每个传感器的适用性取决于您要使用的传感器

  热电阻 热敏电阻 热电偶
如何测量温度 使用金属电阻器并通过电阻变化测量温度 使用陶瓷/聚合物电阻器并通过电阻变化测量温度 使用两根金属线并通过结中的电压差测量温度
典型温度范围 -200至650°C -100至325°C 200至1750°C
成本 最贵的 成本适中 最低
感应灵敏度 灵敏度差,一般响应时间为1至50s 灵敏的响应时间 灵敏度高,一般响应时间为0.10至10s
线性度 相当线性 指数的 非线性的
热激发 必需,当前来源 必需,电压源 不需要
长期稳定性 稳定,0.05°C 稳定,0.2°C 变量
最适合 读数更稳定,典型精度为±0.1°C 读数一致,典型精度为±0.1°C 更高的温度范围,典型精度为±0.5°C

 

除了以上对热电偶,rtd和热敏电阻之间的比较之外,还经常讨论热电偶和热电堆之间的差异。

为了帮助您简单地理解,您只需要注意一个主要区别:

  • 热电偶是由两块金属制成的传感器,用于测量温度。
  • 热电堆是将热能转换为电能的设备

 

热电偶有哪些类型?

既然您已经了解了什么是热电偶及其工作原理,那么我们现在将更深入地探讨什么是热电偶?

有8种热电偶类型,分为“贱金属和贵金属”:

  • 由贱金属制成的热电偶类型:
    • K型
    • J型
    • T型
    • E型
    • N型
  • 由贵金属制成的热电偶类型:
    • R型
    • S型
    • B型

K型热电偶(最受欢迎)

毫无疑问,最流行的热电偶类型是K型热电偶。它以其宽广的温度范围和耐用性而闻名,是许多人考虑的一种!

以下是有关K型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • 镍铬(+),铝(-)

色标:

  • ANSI(美国):黄色(+),红色(-)
  • IEC:绿色(+),白色(-)

温度范围:

  • -200°C至1250°C
  • 华氏度:–328至2,282F

准确性

  • 标准:+/- 2.2°C或+/- 0.75%
  • 特殊误差范围:+/- 1.1°C或+/- 0.4%

J型热电偶(功率比K小)

其次,在基本金属清单上是J型热电偶。尽管温度范围较小并且在较高温度下的感应能力较弱,但这仍然是常见的选择!

这是有关J型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • 铁(+),君士坦丁(-)

色标:

  • ANSI(美国):白色(+),红色(-)
  • IEC:黑色(+),白色(-)

温度范围:

  • -210至760°C
  • 华氏度:–346至1,400F

准确性:

  • 标准:+/- 2.2°C或+/- 0.75%
  • 误差的特殊限制:+/- 1.1°C或+/- 0.4%

T型热电偶(低温选项)

第三,T型热电偶。通常用于需要极低温度的食品工业应用(例如低温),尽管温度范围较小,但它仍可提供较低的温度读数。

以下是有关T型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • 铜(+),康斯坦丁(-)

色标:

  • ANSI(美国):蓝色(+),红色(-)
  • IEC:棕色(+),白色(-)

温度范围:

  • -270至370°C
  • 华氏度:–454至700F

准确性:

  • 标准:+/- 1.0°C或+/- 0.75%
    特殊误差极限:+/- 0.5°C或0.4%

E型热电偶(比K&J更高的精度)

在阅读标题之前,E型是最好的热电偶类型,因为它比流行的类型具有更高的精度,请耐心等待!

E型热电偶确实比K&J型提供更高的精度和更强的信号,但仅在中等温度以下时才有效!

这是关于E型热电偶的所有信息!

使用的铅材料:

  • 镍铬(+),康斯坦丁(-)

色标:

  • ANSI(美国):紫色(+),红色(-)
  • IEC:紫色(+),白色(-)

温度范围:

  • -200至900°C
  • 华氏度:-328至1652F

准确性:

  • 标准:+/- 1.7°C或+/- 0.5%
  • 特殊误差限制:+/- 1.0C或0.4%

N型热电偶(K型的昂贵版本)

N型热电偶在温度极限和精度方面与流行的K型具有相似的功能,尽管价格更高。

这是有关N型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • Nicrosil(+),Nisil(-)

色标:

  • ANSI(美国):橙色(+),红色(-)
  • IEC:玫瑰(+),白色(-)

温度范围:

  • -270至392°C
  • 华氏度:-454至2300F

准确性:

  • 标准:+/- 2.2°C或+/- 0.75%
  • 特殊误差限制:+/- 1.1°C或0.4%

S型热电偶(高温热电偶)

S型是三种贵金属型热电偶中的第一个。具有高温感应功能,通常用于有此要求的场合。这样的条件是制药工业,生物技术等。

以下是有关S型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • 铂铑(+),铂(-)

色标:

  • ANSI(美国):黑色(+),红色(-)
  • IEC:橙色(+),白色(-)

温度范围:

  • 0至1450°C
  • 华氏度:32至2642F

准确性:

  • 标准:+/- 1.5°C或+/- 0.25%
  • 特殊误差限制:+/- 0.6°C或0.1%

R型热电偶(类似但比S型贵)

其次,三个贵金属型热电偶是R型。与S型相似,它具有高温感应功能。但是,R型比S型贵,因为它由较高百分比的铑组成。

以下是有关R型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • 铂铑(+),铂(-)

色标:

  • ANSI(美国):黑色(+),红色(-)
  • IEC:橙色(+),白色(-)

温度范围:

  • 0至1450°C
  • 华氏度:32至2642F

准确性:

  • 标准:+/- 1.5°C或+/- 0.25%
  • 特殊误差限制:+/- 0.6°C或0.1%

B型热电偶(最高温度限制)

B列表最后是B型热电偶。以为R型和S型提供了高温限制?B类型通过在所有列出的温度中具有更高的温度限制来改进它!

它不仅提供了最高温度限制,而且还在那些高温下也保持了准确性和稳定性!

这是有关B型热电偶的所有信息:

使用的铅材料:

  • 铂铑(+),铂铑(-)

色标:

  • ANSI(美国):黑色(+),红色(-)
  • IEC:橙色(+),白色(-)

温度范围:

  • 0至1700°C
  • 华氏度:32至3100F

准确性:

  • 标准:+/- 0.5%
  • 特殊误差限制:+/- 0.25%

所有热电偶类型有什么区别

这是所有热电偶类型之间的汇总比较表。您可以在决定如何选择热电偶时参考此信息

  使用的铅材料 色标 温度范围 准确性
K型 镍铬(+)
铝(-)
ANSI(美国):黄色(+),红色(-)

IEC:绿色(+),白色(-)
200°C至1250°C

华氏度:–328至2,282F
标准:+/- 2.2°C或+/- 0.75%

特殊:+/- 1.1°C或+/- 0.4%
J型 铁(+)
君士坦丁(-)
ANSI(美国):白色(+),红色(-)

IEC:黑色(+),白色(-)
-210至760°C

华氏度:–346至1,400F
标准:+/- 2.2°C或+/- 0.75%

特殊:+/- 1.1°C或+/- 0.4%
T型 铜(+)
康斯坦丁(-)
ANSI(美国):蓝色(+),红色(-)

IEC:棕色(+),白色(-)
-270至370°C

华氏度:–454至700F
标准:+/- 1.0°C或+/- 0.75%

特殊:+/- 0.5°C或0.4%
E型 镍铬(+)
康斯坦丁(-)
ANSI(美国):紫色(+),红色(-)

IEC:紫色(+),白色(-)
-200至900°C

华氏度:-454至1600F
标准:+/- 1.7°C或+/- 0.5%

特殊:+/- 1.0C或0.4%
N型 Nicrosil(+)
Nisil(-)
ANSI(美国):橙色(+),红色(-)

IEC:玫瑰(+),白色(-)
270至392°C

华氏度:-454至2300F
标准:+/- 2.2°C或+/- 0.75%

特殊:+/- 1.1°C或0.4%
S型 铂铑(+)
铂(-)
ANSI(美国):黑色(+),红色(-)

IEC:橙色(+),白色(-)
0至1450°C

华氏度:-32至2642F
标准:+/- 1.5°C或+/- 0.25%

特殊:+/- 0.6°C或0.1%
R型 铂铑(+)
铂(-)

铑的百分比更高
ANSI(美国):黑色(+),红色(-)

IEC:橙色(+),白色(-)
0至1450°C

华氏度:-32至2642F
标准:+/- 1.5°C或+/- 0.25%

特殊:+/- 0.6°C或0.1%
B型 铂铑(+)

铂铑(-)
ANSI(美国):黑色(+),红色(-)

IEC:橙色(+),白色(-)
0至1700°C

华氏度:32至3100F
标准:+/- 0.5%

特殊:+/- 0.25%

如何选择热电偶传感器?

选择热电偶最终取决于您打算使用的热电偶。在考虑以下因素之前,您可以首先参考上一节中的表格以全面了解所有热电偶类型:

温度范围:

  • 对于最宽的温度范围:选择k​​型热电偶
  • 为了在高温下保持稳定:请选择N型热电偶
  • 对于低温用途:选择T型热电偶

您在以下环境中使用它的环境:

  • 在没有化学或磨蚀的安全环境中使用;选择不接地的热电偶,因为它具有更快的响应时间
    • 不接地的热电偶是裸露的热电偶线,不接触护套
  • 为了在容易发生化学或磨损的环境中使用,接地的热电偶最有效

如何在Arduino上使用热电偶?

无论您是否已决定购买哪种类型的热电偶,
仅凭一个热电偶就不足以与Arduino配合使用。

因此,本节将提供有关可将热电偶与Arduino配合使用的产品的建议!

Grove –高温传感器使用K型热电偶温度检测,并带有热敏电阻来检测环境温度,作为温度补偿。 

多亏了我们的Grove系统以及该传感器上的专用Grove端口,您可以通过即插即用将其连接到Arduino,从而使Arduino热电偶成为一个简单的现实!

热电偶放大器

您可以考虑将热电偶与Arduino配对的另一种选择是我们选择的热电偶放大器!

注意:我们选择的热电偶放大器都具有冷端补偿,并且内部有一个热电偶数字转换器。
 

您可能已经听说过MAX31855热电偶放大器,但是相比之下,基于MAX31850的热电偶放大器提供相同的分辨率。

它是专门为K型热电偶制造的,具有64位ROM和1线接口,允许仅一个微控制器使用多个热电偶!

另一个选择是基于MCP9600的热电偶放大器。与MAX31855相比,尽管使用相同的I2C接口,该选项仍可提供更高的分辨率。

与以前的热电偶放大器选项类似,该模块也设计为与k型热电偶一起使用!

概要

这就是今天有关热电偶和选择指南的全部内容。我希望通过这个博客,您对热电偶,类型以及如何为下一个热电偶Arduino项目选择合适的产品有了更多的了解!

有关我们提供的k型热电偶的更多信息,您可以查看我们的产品页面!

磁性翻板液位计布莱迪
本信息链接地址:http://www.china-shuhuajiaoyu.com/news/hangye/1562.html
标签:

相关推荐:

用手机看
热电偶传感器:是什么,类型和购买指南用户推荐

拍下二维码,信息随身看

试试用手机扫一扫,
在你手机上继续观看此页面。