工業溫度量測技巧（基礎篇）-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2006-04-20 08:56:00

楼主

前言：
在人類的生活環境中；溫度伴演著極重要的角色，相對的自十八世紀工業革命以來，工業發展對是否能掌握溫度有著絕對關係。所以各位創造台灣奇蹟的工商朋有們：歡迎您與我一起來打開溫度量測之門。

概論：

以自然界的角度來看溫度，其實溫度高低並沒有一定的定義。通常我們認為水的沸點為高溫，水的凝固點為低溫。那麼，溫度是否有上下限呢？物理學家的回答是宇宙間所存在的最高與最低溫就是上下限，科學家則利用實驗室特殊裝置，創造出-10^5K-10^8K之溫度範圍。因此溫度應用在工業上不論是研發、製程或是使用，以目前的科技發展大都能準確的量測與控制。

常見的電子式溫度感應器

談到溫度量測，首先為各位介紹目前常用的電子式溫度感測器(如圖一)。

電子式溫度感測器可概分為接觸式與非接觸式，常見的接觸式感測器有熱電偶、電阻式與熱敏電組，業界一般常使用的為熱電偶，至於三者間的差異（如下表所示），可知為什麼業界一般會用熱電偶來量測溫度了。

電熱偶Thermocuple 電阻式RTD 熱敏電阻
準確度良好（約1-102℉）極佳（0.01-1℉）佳（0.1-1℉）
穩定性尚可佳良好
範圍很廣（-185-1700℃）很小（-15-70℃）尚可（-100-280℃）
靈敏度 50μV/℉ 0.1Ω/℉ 1-3V
輸出 0.60mV 1-6V 1-3V
優點經濟實用溫度範圍大在可量測範圍準確度很高非常靈敏

熱電偶原理與型式

談到熱電偶就必須先介紹基本原理，它是由兩種不同材質的金屬或合金利用居間物質定律產生低電壓（mV俗稱”電動勢”）再依據電壓大小來判斷被測物之溫度，而其準確度和範圍就與材質有非常大的關係。熱電偶的測溫點在於兩種不同金屬所連接的熱接點，因此在研究人員不斷研究下發現還需要兩種金屬間的電性反應式熱電敏度要有相當的差距才行，因此ANSI（美國國家標準協會）制定了一些規定，並列出各種標準熱電偶的型式（極Type），表二中並依照各Type產生電動勢（Emf）由大至小排列，電動勢越大，則顯示速度與準確度越高，目前業界常用E Type與K Type，國人自製則以K Type為主，電熱偶的探頭又有各種不同型式。

主要材質型式（Type）範圍
鉻/銅鎳合金 E -200~980℃
鐵/銅鎳合金 J 1200~870℃
銅/銅鎳合金 T -200~400℃
鉻/鎳合金 K -200~1260℃
白金/13%銠 R -50~1600℃
白金/10%銠 S -50~1540℃
白金/30%銠 B -50~1800℃
鎢/鋼 G 0~2760℃
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