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理解Cu-CuNi熱電偶(T型)

2024-10-25

Cu-CuNi熱電偶,通常稱為T型熱電偶,是一種廣泛使用的溫度傳感器,以其在各種應(yīng)用中的可靠性能而著稱。該熱電偶由兩種不同的導(dǎo)體組成:正極由純銅(Cu,稱為Cu TP)制成,負極由康斯坦坦(Constantan,Cu TN)合金構(gòu)成,主要成分為55%銅和45%鎳。

組成與互換性

兩種導(dǎo)體的化學(xué)成分對于理解熱電偶的功能至關(guān)重要:

銅(Cu TP): 100%

康斯坦坦(Cu TN): 55% 銅,45%

需要注意的是,盡管康斯坦坦TNEN相似,但它們與JN版本的電動勢(EMF)輸出曲線并不相同。此外,雖然TNEN可以互換使用,但它們與IN不兼容。

工作溫度范圍

T型熱電偶設(shè)計用于在-200°C350°C的溫度范圍內(nèi)有效工作。這個限制主要是由于銅的低氧化電阻,超過這個溫度范圍可能導(dǎo)致測量不準確或熱電偶損壞。

電動勢輸出

Cu-CuNi熱電偶的電動勢輸出隨溫度變化。以下是Cu TPCu TN在關(guān)鍵溫度點的電動勢值:

類型

Pt.64的電動勢(mV

100°C

200°C

300°C

Cu TP


4.229–4.325

9.238–9.334

14.792–14.932

Cu TN


0.763–0.783

1.826–1.846

3.137–3.161

Cu-CuNi


3.484–3.524

7.412–7.488

11.655–11.771

這些值展示了在特定溫度下,每種導(dǎo)體產(chǎn)生的不同電壓輸出,強調(diào)了在實際應(yīng)用中使用正確類型的重要性。

物理特性

T型熱電偶導(dǎo)體的物理特性進一步強調(diào)了其在各種應(yīng)用中的適用性:

屬性

Cu TP

Cu TN

20°C時的密度

9 g/cm3

8.9 g/cm3

熔點

1084°C

1220°C

拉伸強度(20°C軟退火狀態(tài))

≥190 MPa

≥390 MPa

延伸率(20°C軟退火狀態(tài))

≥20%

≥25%

20°C時的電阻率

0.018 Ω·m

0.5 Ω·m

這些特性表明,盡管銅更輕且熔點較低,但康斯坦坦的拉伸強度和延伸率更高,使其適合于要求較高的應(yīng)用。

結(jié)論

總之,Cu-CuNi熱電偶(T型)是溫度測量的有效可靠選擇,特別是在低溫環(huán)境中。理解其組成、工作限制和物理特性對于確保準確讀數(shù)以及選擇適合特定應(yīng)用的熱電偶至關(guān)重要。憑借其獨特的材料組合和特性,T型熱電偶在各個行業(yè)中繼續(xù)發(fā)揮著重要作用。