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確的測量，以便對整個過程進行平穩地控制。尤其是實驗條件下，對所測量的溫度的準確度要求很高。在這些領域溫度的測量通常采用熱電偶傳感器來實現。熱電偶本身具有經濟、測量誤差小等優點。由于熱電偶在測量中產生的電信號是毫伏級的，若在熱電偶與測量設備的導線連接點上處理不當就會產生錯誤的測量結果。尤其在現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備上。當熱作用于測溫頭時，在這兩種不同的材料之間就會產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℃。

標準熱電偶可傳輸的長度（從測量點到測量設備的距離）已由設計定型，然而現場經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，因為端子內的導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，相應有不同的接線端子。熱偶端子內所用的 導電材料應與組成熱電偶的導電材料*一致，從而確保熱電偶信號在傳遞過程中的準確性。