熱電偶的接線問題

在材料的熱處理（加工）過程中，常需要對溫度進行準(zhǔn)確的測量，以便對整個過程進行平穩(wěn)地控制。尤其是實驗條件下，對所測量的溫度的準(zhǔn)確度要求很高。在這些領(lǐng)域溫度的測量通常采用熱電偶傳感器來實現(xiàn)。熱電偶本身具有經(jīng)濟、測量誤差小等優(yōu)點。由于熱電偶在測量中產(chǎn)生的電信號是毫伏級的，若在熱電偶與測量設(shè)備的導(dǎo)線連接點上處理不當(dāng)就會產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果。尤其在現(xiàn)場處理溫度測量值困難，需要將不同的測量點的信號集中引到中心測量站來分析時，或在熱處理過程中，需對幾個測溫點同時并行監(jiān)測或模擬分析時，需要在熱電偶回路中通過接點引線，此時必須保證在測量點和測量設(shè)備之間的電路的所有材料特性一致且連接點*，才能避免電路產(chǎn)生的任何測量誤差。

熱電偶的測溫范圍可從-200℃∽1600℃，不同型號的熱電偶的測溫范圍也不同。按組成熱電偶的材料副的不同，可分為J、K、T型等型號，見表1。 表1 常見的熱電偶型號 熱電偶型號 材料副 溫度范圍（℃） 熱偶電壓（mV） J Fe-CuNi -210∽1200 -8.1∽69.5 K Ni-CrNi -200∽1372 -5.9∽54.9 T Cu-CuNi -200∽400 -5.6∽20.9 R Pt-PtRh13 -50∽1768 -0.2∽21.1 B PtRh6-PtRh30 -60∽1820 -0.006∽13.8 S Pt-PtRh10% -50∽1768 -0.2∽18.7 熱電偶是由二種不同材料的金屬絲組成的（例如銅線和銅鎳合金線）。它們的一端通過焊接或 搭接成一點作為測溫頭，另一端彼此絕緣地連接到測量設(shè)備上。當(dāng)熱作用于測溫頭時，在這兩種不同的材料之間就會產(chǎn)生一種可測量的熱偶電壓（電子熱運動力）。通過檢測這個電壓就可以獲得測量點 處的溫度變化情況。如圖1所示。

圖1 由于不同的金屬材料副在一定的溫度下具有不同的電子熱運動力，因此各種熱電偶的測溫范圍各不相同。例如由鎳/鎳鉻合金材料組成的熱電偶 的測溫范圍為0∽1200℃，而由銅/銅鎳合金組成 的測溫范圍為-200℃∽600℃。

標(biāo)準(zhǔn)熱電偶可傳輸?shù)拈L度（從測量點到測量設(shè)備的距離）已由設(shè)計定型，然而現(xiàn)場經(jīng)常會遇到所需傳輸距離超過其有限的傳輸長度。為此就必須采用相同的導(dǎo)體材料將其延伸，而作為連接器件——接線端子就不可避免地被應(yīng)用。可靠的接線方法 是采用特殊材料制成的熱電偶接線端子。不同型號的熱電偶應(yīng)用不同型號的端子（見表2）。

表2 熱電偶端子型號 熱電偶型號 熱電偶端子型號

T MTKD-CU/CUNI J MTKD-FE/CUNI E MTKD-NICR/CUNI K MTKD-NICR/NI R MTKD-E-CU/A-CU B MTKD-S-CU/E-CU

市面上的通用接線端子不能用于熱電偶的接線，因為端子內(nèi)的導(dǎo)流條通常是用銅材料（如電解銅）制成的，與組成熱電偶 的銅材料不同。一旦用它接入熱電偶電路中，每個接點就相當(dāng)于由兩種不同的材料連接在一起，即形成了新的熱電偶 。 與通用的組合接線端子按片提供不同，熱電偶接線端子是成對提供的。每對熱電偶端子的導(dǎo)流條是由不同的金屬材料做成的。針對不同型號的熱電偶，相應(yīng)有不同的接線端子。熱偶端子內(nèi)所用的 導(dǎo)電材料應(yīng)與組成熱電偶的導(dǎo)電材料*一致，從而確保熱電偶信號在傳遞過程中的準(zhǔn)確性。