一、介绍

N型热电偶（镍铬硅-镍硅热电偶）为廉金属热电偶，是一种国际标准化的热电偶。N型电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点，其综合性能优于K型热电偶，是一种很有发展前途的热电偶。N型电偶使用温度为-200~1300℃。

二、N型热电偶工作原理

两种不同成分的导体两端经焊接、形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端。当测量端和参比端存在温差时，就会在回路中产生热电流，接上显示仪表，仪表上就指示出热电偶，产生的热电动势的对应温度值。热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长，热电动势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差有关，和热电极的长度、直径无关。

三、温度测量范围和允许误差

四、铠装热电偶选型表

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

装配式热电偶选型表

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、

热电偶冷端补偿计算方法：

从毫伏到温度：测量冷端温度，换算为对应毫伏值，与热电偶的毫伏值相加，换算出温度；

从温度到毫伏：测量出实际温度与冷端温度，分别换算为毫伏值，相减後得出毫伏值，即得温度。

在生产中由于被测对象不同，环境条件不同，测量要求不同，和热电阻的安装方法及采取的措施也不同，需要考虑的问题比较多，但原则上可以从测温的准确性、安全性、维修方便三个方面来考虑。

为避免测温元件损坏，应保证其有足够的机械强度，为保护感温元件不受磨损应加保护屏或保护管等，为确保安全、可靠，测温元件的安装方法应视具体情况（如待测介质的温度、压力、测温元件的长度及其安装位置、形式等）而定。

凡安装承受压力的测温元件，都必须保证其密封性。高温下工作的热电偶，为防止保护管在高温下产生变形，一般应垂直安装，若必须水平安装则不宜过长，并用支架保护热电偶。若测温元件安装于介质流速较大的管道中，则其应倾斜安装。

为防止测温元件受到过大的冲蚀，安装在管道的弯曲处。当介质压力超过10MPa时，必须在测量元件上加保护外套。热电偶/热电阻的安装部位还应考虑其拆装、维修、校验的足够空间和场地，具有较长保护管的热电偶、热电阻应能方便地拆装。

常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等，这些都是标准化热电偶。其中K型也即镍铬－镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价热偶。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。它可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。它不能用于还原性介质中，否则，很快腐 蚀，在此情况下只能用于500度以下的测量。它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精 度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上zui常用的热电偶。

概述：

作为工业测温中zui广泛使用的温度传感器之一—热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。

热电偶工作原理：

两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）； 冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：

（1）热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；

（2）热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；

（3）当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

热电偶的基本构造：

工业测温用的热电偶，其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。

一、常用热电偶丝材及其性能

1、铂铑10－铂热电偶（分度号为S，也称为单铂铑热电偶）

该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂；它的特点是：

（1）热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃，超达1400℃时，即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶，使晶粒粗大而断裂；

（2）精度高，它是在所有热电偶中，准确度等级zui高的，通常用作标准或测量较高的温度；

（3）使用范围较广，均匀性及互换性好；

（4）主要缺点有：微分热电势较小，因而灵敏度较低；价格较贵，机械强度低，不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。

2、铂铑13－铂热电偶（分度号为R，也称为单铂铑热电偶）

该热电偶的正极为含13%的铂铑合金，负极为纯铂，同S型相比，它的电势率大15%左右，其它性能几乎相同，该种热电偶在日本产业界，作为高温热电偶用得zui多，而在中国，则用得较少；

3、铂铑30－铂铑6热电偶（分度号为B，也称为双铂铑热电偶）

该热电偶的正极是含铑30%的铂铑合金，负极为含铑6%的铂铑合金，在室温下，其热电势很小，故在测量时一般不用补偿导线，可忽略冷端温度变化的影响；长期使用温度为1600℃，短期为1800℃，因热电势较小，故需配用灵敏度较高的显示仪表。

B型热电偶适宜在氧化性或中性气氛中使用，也可以在真空气氛中的短期使用；即使在还原气氛下，其寿命也是R或S型的10～20倍；由于其电极均由铂 铑合金制成，故不存在铂铑－铂热电偶负极上所有的缺点、在高温时很少有大结晶化的趋势，且具有较大的机械强度；同时由于它对于杂质的吸收或铑的迁移的影响较少，因此经过长期使用后其热电势变化并不严重、缺点价格昂贵（相对于单铂铑而言）。

4、镍铬－镍硅（镍铝）热电偶（分度号为K）

该热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金，负极为含硅3%的镍硅合金（有些国家的产品负极为纯镍）。可测量0～1300℃的介质温度，适宜在氧化性及 惰性气体中连续使用，短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃，其热电势与温度的关系近似线性，价格便宜，是目前用量zui大的热电偶。

K型热电偶是抗氧化性较强的便宜金属热电偶，不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用；当氧分压较低时，镍铬极中的铬将择优氧化，使热电势发生很大变化，但金属气体对其影响较小，因此，多采用金属制保护管。

K型热电偶的缺点：

（1）热电势的高温稳定性较N分度热电偶及贵重金属热电偶差，在较高温度下（例如超过1000℃）往往因氧化而损坏；

（2）在250～500℃范围内短期热循环稳定性不好，即在同一温度点，在升温降温过程中，其热电势示值不一样，其差值可达2～3℃；

（3）其负极在150～200℃范围内要发生磁性转变，致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表，尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰；

（4）长期处于高通量中系统辐照环境下，由于负极中的锰（Mn）、钴（Co）等元素发生蜕变，使其稳定性欠佳，致使热电势发生较大变化。

5、镍铬硅－镍硅热电偶（分度号为N）

该热电偶的主要特点是：在1300℃以下调温抗氧化能力强，长期稳定性及短期热循环复现性好，耐核辐射及耐低温性能好，另外，在400～1300℃ 范围内，N分度热电偶的热电特性的线性比K型偶要好；但在低温范围内（-200～400℃）的非线性误差较大，同时，材料较硬难于加工。

6、铜－铜镍热电偶（分度号为T）

T型热电电偶,该热电偶的正极为纯铜，负极为铜镍合金（也称康铜），其主要特点是：在廉价金属热电偶中，它的准确度zui高、热电极的均匀性好；它的使用温度是-200～350℃，因铜热电极易氧化，并且氧化膜易脱落，故在氧化性气氛中使用时，一般不能超过300℃，在-200～300℃范围内，它们灵敏度比较高，铜－康铜热电偶还有一个特点是价格便宜，是常用几种定型产品中zui便宜的一种。

7、铁－康铜热电偶（分度号为J）

J型热电偶,该热电偶的正极为纯铁，负极为康铜（铜镍合金），具特点是价格便宜,适用于真空氧化的还原或惰性气氛中，温度范围从 -200～800℃，但常用温度只是500℃以下，因为超过这个温度后，铁热电极的氧化速率加快，如采用粗线径的丝材，尚可在高温中使用且有较长的寿命；该热电偶能耐氢气（H2）及一氧化碳（CO）气体腐蚀，但不能在高温（例如500℃）含硫（S）的气氛中使用。

8、镍铬－铜镍（康铜）热电偶（分度号为E）

E型热电偶是一种较新的产品，它的正极是镍铬合金，负极是铜镍合金（康铜），其zui大特点是在常用的热电偶中，其热电势zui大，即灵敏度zui高；它的应用范围虽不及K型偶广泛，但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用；使用中的限制条件与K型相同，但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很 敏感。

除了以上8种常用的热电偶外，作为非标准化的热电偶还有钨铼热电偶，铂铑系热电偶，铱锗系热电偶，铂钼系热电偶和非金属材料热电偶等。