本文主要是關(guān)于k型熱電偶的相關(guān)介紹，并詳細(xì)闡述了k型熱電偶探頭的相關(guān)原理，分析了k型熱電偶測(cè)溫電路的特點(diǎn)。
k型熱電偶
K型熱電偶是一種溫度傳感器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。
K型熱電偶作為一種溫度傳感器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。
K型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2mm～4.0mm。
正極（KP）的名義化學(xué)成分為：Ni：Cr=90:10，負(fù)極（KN）的名義化學(xué)成分為：Ni:Si=97：3，其使用溫度為-200℃~1300℃。
K型熱電偶具有線性度好，熱電動(dòng)勢(shì)較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所采用。
K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛。
k型熱電偶探頭原理
換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)， 通過(guò)電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系， 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測(cè)溫時(shí)，可接入測(cè)量?jī)x表， 測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后，即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。
k型熱電偶特點(diǎn)
檢出(測(cè)溫)元件熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。必須配二次儀表，其優(yōu)點(diǎn)是：
①測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。
③構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。
2根據(jù)溫度測(cè)量范圍及精度，選用相應(yīng)分度號(hào)的熱電偶
使用溫度在1300~1800℃，要求精度又比較高時(shí)，一般選用B型熱電偶；要求精度不高，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶，高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶；在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶，低于400℃一般用E型熱電偶；250℃下以及負(fù)溫測(cè)量一般用T型電偶，在低溫時(shí)T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。
熱電偶公稱壓力：一般是指在工作溫度下保護(hù)管所能承受的靜態(tài)外壓而破裂。
熱電偶 最小插入深度：應(yīng)不小于其保護(hù)套管外徑的8－10倍（特列產(chǎn)品例外）
絕緣電阻：當(dāng)周?chē)諝鉁囟葹?5－35℃，相對(duì)濕度<80%時(shí)絕緣電阻≥5兆歐（電壓100V）。具有防濺式接線盒的熱電偶，當(dāng)相對(duì)溫度為93± 3℃ 時(shí)，絕緣電阻≥0.5兆歐（電壓100V）
高溫下的絕緣電阻：K型
熱電偶在高溫下，其熱電極（包括雙支式）與保護(hù)管以及雙支熱電極之間的絕緣電阻（按每米計(jì)）應(yīng)大于下表規(guī)定的值。
k型熱電偶測(cè)溫電路
熱電偶測(cè)溫必須由熱電偶、連接導(dǎo)線及顯示儀表三部分組成。下圖是最簡(jiǎn)單的熱電偶測(cè)溫示意圖。
按右圖組成的熱電偶蕊及測(cè)溫電偶絲1 ，如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象（即熱電效應(yīng)）。在熱電偶回路中產(chǎn)生的電勢(shì)由溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)兩部分組成。接觸電勢(shì)：它是兩種電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸時(shí)產(chǎn)生的一種熱電勢(shì)。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B相接觸時(shí)，假設(shè)導(dǎo)體A和B的電子密度分別為Na和Nb并且Na》Nb，則在兩導(dǎo)體的接觸面上，電子在兩個(gè)方向的擴(kuò)散率就不相同，由導(dǎo)體A擴(kuò)散到導(dǎo)體B的電子數(shù)比從B擴(kuò)散到A的電子數(shù)要多。導(dǎo)體A失去電子而顯正電，導(dǎo)體B獲得電子而顯負(fù)電。因此，在A、B兩導(dǎo)體的接觸面上便形成一個(gè)由A到B的靜電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)將阻礙擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)進(jìn)行，同時(shí)加速電子向相反方向運(yùn)動(dòng)，使從B到A的電子數(shù)增多，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)A、B之間也形成一電位差，這個(gè)電位差稱為接觸電勢(shì)。此電勢(shì)只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)相接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)，當(dāng)兩種導(dǎo)體的材料一定，接觸電勢(shì)僅與其接點(diǎn)溫度有關(guān)。溫度越高，導(dǎo)體中的電子就越活躍，由A導(dǎo)體擴(kuò)散到B導(dǎo)體的電子就越多，接觸面處所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大，即接觸電勢(shì)越大。
當(dāng)時(shí)做的熱電偶電路非常簡(jiǎn)單，用了一個(gè)ADI公司的熱電偶放大器AD595，不過(guò)這個(gè)玩藝非常的貴，而且還不太好買(mǎi)，另外還嘗試了一個(gè)直接轉(zhuǎn)成SPI的轉(zhuǎn)換芯片Maxim的Max6675。
這里說(shuō)明一下AD595，這個(gè)玩藝還是比較好用的，就是非常貴阿。
AD595的基本介紹AD595是AD公司生產(chǎn)的一款熱電偶放大器，他將儀器放大器和熱電偶冷接頭補(bǔ)償器全部集成在一塊單片芯片上，產(chǎn)生一個(gè)10mV/℃的 輸出。管腳的可選擇性使其可以作為一個(gè)線性放大補(bǔ)償器或者是設(shè)置工作點(diǎn)控制器的開(kāi)關(guān)輸出。AD595包含一個(gè)熱電偶故障報(bào)警，如果有熱電偶的一腳或雙腳開(kāi) 路，他可以顯示報(bào)警信號(hào)。報(bào)警輸出有很多種靈活的方式，包括TTL形式。AD595能夠用一個(gè)單端+5V電壓供電。如果用負(fù)電壓，則可以測(cè)量0℃以下的溫度。
MAX6675調(diào)試起來(lái)不太好用。
具有冷端補(bǔ)償和A/D轉(zhuǎn)換功能的單片集成Ｋ型熱電偶變換器，測(cè)溫范圍0℃～1024℃，主要功能特點(diǎn)如下：直接將熱電偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，具有冷端補(bǔ)償功能，簡(jiǎn)單的SPI串行接口與單片機(jī)通訊，12位A/D轉(zhuǎn)換器、0.25℃分辨率，單一+5V的電源|穩(wěn)壓器電壓，熱電偶斷線檢測(cè)，工作溫度范圍-20℃～+85℃
K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線
K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用特性
1．導(dǎo)體最高工作溫度：耐熱級(jí)：聚全*乙丙烯(F46)200℃，可溶性聚四*乙烯260℃，硅橡膠180℃，普通級(jí)：聚氯乙烯70℃和105℃，交聯(lián)聚乙烯90℃，低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴70℃，交聯(lián)型90℃和125℃。
2．低環(huán)境溫度：聚氯乙烯護(hù)套：固定敷設(shè)-40℃，非固定敷設(shè)-15℃，塑料絕緣和護(hù)套：固定敷設(shè)-60℃，非固定敷設(shè)-20℃。
3．電纜允許彎曲半徑：非鎧裝電纜最小為外徑的6倍，銅帶屏蔽或鋼帶鎧裝點(diǎn)纜最小為電纜外徑的12倍，塑料絕緣和護(hù)套最小為電纜外徑的10倍。
K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線是使用最普遍的熱電偶。它與調(diào)節(jié)、顯示儀表的連接,幾乎毫不例外地采用銅一銅鎳40補(bǔ)償導(dǎo)線。該種補(bǔ)償導(dǎo)線價(jià)格低廉。但其正、負(fù)兩極材料的機(jī)械性能相差懸殊,其正極線強(qiáng)度極差,不耐撓曲,因而設(shè)計(jì)成較粗的線徑,致使安裝使用均感不便。這是其無(wú)法克服的缺點(diǎn)。一般用聚氯乙烯絕緣和護(hù)套補(bǔ)償導(dǎo)線或電纜具有優(yōu)良的防潮、耐磨及阻燃特性；耐高溫*塑料絕緣和護(hù)套補(bǔ)償導(dǎo)線或電纜采用連續(xù)擠出工藝，更有耐高溫、耐寒、耐酸堿油水、不延燃、抗老化等優(yōu)越性，產(chǎn)品質(zhì)量高于國(guó)標(biāo)GB/T4989-94(等效采用IEC584-3)的規(guī)定。
結(jié)語(yǔ)
關(guān)于k型熱電偶的相關(guān)介紹就到這了，希望本文能對(duì)你有所幫助。