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摘要：镍铬硅-镍硅热电偶（N型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶，是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了K型热电偶的两个重要缺点：K型热电偶在300～500℃间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定;在800℃左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极（NP）的名义化学成分为：Ni：Cr：Si=84.4：14.2：1.4，负极（NN）的名义化学成分为：Ni：Si：Mg=95.5：4.4：0.1，其使用温度为-200～1300℃。N型热电偶是为了提高K型热电偶性能而研制出的一种综合性能更好、更稳定的热电偶，因此，本文进行了巡检仪在K型模式下读取N型热电偶的结果处理。
关键词：N型热电偶;K型热电偶;巡检仪;结果处理
1热电极合金的成份与性能
1.1热电极的化学成份
N型热电偶的正极与K型热电偶的正极一样都是一种Ni/Cr/Si合金，但N型偶正極（NP）铭及硅的含量较K型偶的正极（KP）有所增加。就因为铭含量的増加，消除了K型偶在400。C，600。C范围内的时效影响因为Cr量为14%～16%的NiCr合金，其室温电阻变化最小，在该成份范围内的短程有序转变及自旋现象较小Cr含量对NiCr合金热电势稳定性的影响，而増加硅的含量是为了改善高温抗氧化能力，使镶铭合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化，至使氧化反应仅在表面进行叫Si含量对NiCr合金热电势的影响见。
1.2.物理性能和机械性能
由于良好的物理性能将使热电偶保持长期的电势稳定性及复现性。良好的机械性能将使热电偶便于冷加工。K型热电偶与N型热电偶的电阻比与温度的比例关系.从表中我们看到：N型热电偶配对合金（NP-NN）的电阻比随温度的升高变化明显比K型热电偶配对合金（KP-KN）小，使N型热电偶在磁性方面的影响较K型小得多回。这也是为什么N型电偶比K型热电偶更稳定，较似于线性的函数关系更好的原因。从而在运行中采取了巡检仪在K型模式下读取N型热电偶的处理。
2测试原理
巡检仪热电偶是一种使用最多的温度传感器，K型模式下读取N型热电偶的原理是基于塞贝克效应，即两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T，另一端温度为T0，则回路中就有电流产生，见图1（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势ET，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。实验表明，当ET较小时，热电势ET与温度差（T-T0）成正比，即：
ET=SAB（T-T0）（1）
SAB为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：
（1）均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律
用K型模式和N型热电偶组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势EAB（T，T0），而这些导体材料和K型模式和N型热电偶的材料往往并不相同。在这种引入了中间导体的情况下，回路中的温差电势是否发生变化呢？热电偶中间导体定律指出：在热电偶回路中，只要中间导体C两端温度相同，那么接入中间导体C对热电偶回路总热电势EAB（T，T0）没有影响。
（3）中间温度定律
热电偶的两个结点温度为T1，T2时，热电势为EAB（T1，T2）;两结点温度为T2，T3时，热电势为EAB（T2，T3），那么当两结点温度为T1，T3时的热电势则为
EAB（T1，T2）+EAB（T2，T3）=EAB（T1，T3）（2）
式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：T1=100℃，T2=40℃，T3=0℃，则
EAB（100，40）+EAB（40，0）=EAB（100，0）（3）
3实验内容与操作步骤
3.1选择智能调节仪“控制对象”为温度，并将温度设定值设定在1200C，在温度源内插入测温Pt，并接入智能调节仪，在另一个温度传感器插孔中插入K型热电偶温度传感器进行测试N型热电偶。
3.2将±15V直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接实验台直流电压表。
3.3将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。4.拿掉短路线再接线，并将K型热电偶的两根引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b;记下模块输出Uo2的电压值。
4实验报告
1.根据数据，作出UO2-T曲线，分析K型热电偶的温度特性曲线，计算其非线性误差。
2.根据中间温度定律和E型热电偶分度表，用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。
参考文献
[1]卞朝霞.如何运用Excel表格计算工作用廉金属K＼＼N＼＼E型热电偶的示值误差[J].科技与企业，2011，000（001）：72-73.
[2]杨庆柏.N型热电偶传感器[J].自动化与仪表，2000（04）：43.
[3]徐剑维.基于FPGA的热电偶温度巡检仪设计[D].内蒙古科技大学.
关键词：N型热电偶;K型热电偶;巡检仪;结果处理
1热电极合金的成份与性能
1.1热电极的化学成份
N型热电偶的正极与K型热电偶的正极一样都是一种Ni/Cr/Si合金，但N型偶正極（NP）铭及硅的含量较K型偶的正极（KP）有所增加。就因为铭含量的増加，消除了K型偶在400。C，600。C范围内的时效影响因为Cr量为14%～16%的NiCr合金，其室温电阻变化最小，在该成份范围内的短程有序转变及自旋现象较小Cr含量对NiCr合金热电势稳定性的影响，而増加硅的含量是为了改善高温抗氧化能力，使镶铭合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化，至使氧化反应仅在表面进行叫Si含量对NiCr合金热电势的影响见。
1.2.物理性能和机械性能
由于良好的物理性能将使热电偶保持长期的电势稳定性及复现性。良好的机械性能将使热电偶便于冷加工。K型热电偶与N型热电偶的电阻比与温度的比例关系.从表中我们看到：N型热电偶配对合金（NP-NN）的电阻比随温度的升高变化明显比K型热电偶配对合金（KP-KN）小，使N型热电偶在磁性方面的影响较K型小得多回。这也是为什么N型电偶比K型热电偶更稳定，较似于线性的函数关系更好的原因。从而在运行中采取了巡检仪在K型模式下读取N型热电偶的处理。
2测试原理
巡检仪热电偶是一种使用最多的温度传感器，K型模式下读取N型热电偶的原理是基于塞贝克效应，即两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T，另一端温度为T0，则回路中就有电流产生，见图1（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势ET，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。实验表明，当ET较小时，热电势ET与温度差（T-T0）成正比，即：
ET=SAB（T-T0）（1）
SAB为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：
（1）均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律
用K型模式和N型热电偶组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势EAB（T，T0），而这些导体材料和K型模式和N型热电偶的材料往往并不相同。在这种引入了中间导体的情况下，回路中的温差电势是否发生变化呢？热电偶中间导体定律指出：在热电偶回路中，只要中间导体C两端温度相同，那么接入中间导体C对热电偶回路总热电势EAB（T，T0）没有影响。
（3）中间温度定律
热电偶的两个结点温度为T1，T2时，热电势为EAB（T1，T2）;两结点温度为T2，T3时，热电势为EAB（T2，T3），那么当两结点温度为T1，T3时的热电势则为
EAB（T1，T2）+EAB（T2，T3）=EAB（T1，T3）（2）
式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：T1=100℃，T2=40℃，T3=0℃，则
EAB（100，40）+EAB（40，0）=EAB（100，0）（3）
3实验内容与操作步骤
3.1选择智能调节仪“控制对象”为温度，并将温度设定值设定在1200C，在温度源内插入测温Pt，并接入智能调节仪，在另一个温度传感器插孔中插入K型热电偶温度传感器进行测试N型热电偶。
3.2将±15V直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接实验台直流电压表。
3.3将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。4.拿掉短路线再接线，并将K型热电偶的两根引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b;记下模块输出Uo2的电压值。
4实验报告
1.根据数据，作出UO2-T曲线，分析K型热电偶的温度特性曲线，计算其非线性误差。
2.根据中间温度定律和E型热电偶分度表，用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。
参考文献
[1]卞朝霞.如何运用Excel表格计算工作用廉金属K＼＼N＼＼E型热电偶的示值误差[J].科技与企业，2011，000（001）：72-73.
[2]杨庆柏.N型热电偶传感器[J].自动化与仪表，2000（04）：43.
[3]徐剑维.基于FPGA的热电偶温度巡检仪设计[D].内蒙古科技大学.