Dây cặp nhiệt điện được bán theo một chữ cái. K, J, T, E, N, R, S và B là tám ký hiệu chữ cái được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, và mỗi ký hiệu là một cặp kim loại khác nhau được công bố với bảng điện áp riêng, dải nhiệt độ riêng và sai số cho phép riêng. Chữ cái là thứ duy nhất mà thiết bị cần để chuyển đổi milivolt thành nhiệt độ, đó là lý do tại sao nó là dòng đầu tiên trên bất kỳ thông số kỹ thuật nào.
![]()
Chữ cái trả lời bốn câu hỏi cùng một lúc: hai hợp kim nào ở bên trong, cặp đó được đặc trưng cho dải nhiệt độ nào, bao nhiêu sai số được phép khi dây còn mới, và màu sắc của lớp cách điện nên là gì. Bốn điều đó là lý do tại sao các chữ cái tồn tại, bởi vì một người mua ở một quốc gia và một thiết bị ở quốc gia khác có thể đồng ý về một giá trị đọc mà không cần trao đổi bảng.
Chữ cái không trả lời là dây đó có thể được sử dụng ở đâu. Dải danh nghĩa trên bảng dữ liệu là phạm vi mà cặp đó hoạt động, và nó không phải là giới hạn của việc lắp đặt. Tiết diện dây dẫn, lớp cách điện, vỏ bọc và môi trường xung quanh đều làm giảm nhiệt độ, và những điều đó thuộc về người mua, vì tiêu chuẩn không nói gì về chúng.
Bốn trong số tám là cặp kim loại cơ bản, được chế tạo từ niken, sắt và đồng, và bốn là cặp kim loại quý được chế tạo từ bạch kim và rhodi. Hai nhóm có giá chênh lệch lớn và hoạt động khác nhau, và sự phân chia là điều đầu tiên cần biết.
| Loại | Cực dương | Cực âm | Dải danh nghĩa |
|---|---|---|---|
| K | Chromel, hợp kim niken-crom | Alumel, hợp kim niken-aluminium | −200 đến 1.250 °C |
| J | Sắt | Constantan, hợp kim đồng-niken | 0 đến 750 °C |
| T | Đồng | Constantan | −250 đến 350 °C |
| E | Chromel | Constantan | −200 đến 900 °C |
| N | Nicrosil, hợp kim niken-crom-silicon | Nisil, hợp kim niken-silicon | −200 đến 1.300 °C |
| R | Bạch kim với 13% rhodi | Bạch kim | 0 đến 1.600 °C |
| S | Bạch kim với 10% rhodi | Bạch kim | 0 đến 1.600 °C |
| B | Bạch kim với 30% rhodi | Bạch kim với 6% rhodi | 600 đến 1.700 °C |
Ba sự thật về bảng đó đáng được làm nổi bật, vì mỗi sự thật thay đổi một quyết định. Loại E có đầu ra cao nhất trong bất kỳ loại tiêu chuẩn nào, vì vậy sự thay đổi nhiệt độ nhỏ tạo ra tín hiệu lớn hơn và thiết bị có công việc dễ dàng hơn; đó là lý do tại sao nó được tìm thấy trên bàn thử nghiệm nhiều hơn là trên công việc quy trình chung. Loại B có đầu ra thấp nhất trong tám loại, và dữ liệu được công bố của nó ghi nhận rằng nó đọc giống nhau ở 0 °C và 42 °C, đó là lý do tại sao nó không thể được sử dụng ở đầu lạnh. Và Loại K bao phủ phạm vi rộng nhất của các loại kim loại cơ bản, đó là lý do tại sao nó là mặc định.
Các cặp vonfram-rheni không có trong bảng này một cách có chủ đích. Loại C và Loại D sử dụng W5Re/W26Re và W3Re/W25Re tương ứng, và chúng không phải là ký hiệu chữ cái theo cùng một nghĩa: chúng được bao phủ bởi ASTM E1751, hướng dẫn cho các tổ hợp không được chỉ định bằng chữ cái, và chúng nằm ngoài các bảng được chỉ định bằng chữ cái. Một thông số kỹ thuật yêu cầu một cặp vonfram là một cuộc trò chuyện khác với một thông số kỹ thuật yêu cầu một chữ cái.
Một dải danh nghĩa được trích dẫn cho cặp hợp kim. Các giới hạn trên được công bố dưới đây là dành cho cặp nhiệt điện được bảo vệ, trong vỏ bọc kín, và chúng khác nhau theo tiết diện dây dẫn. Cùng một loại được đánh giá đến 1.250 °C trên giấy được đánh giá đến 760 °C trong tiết diện nhỏ nhất được liệt kê.
| Tiết diện | Loại K | Loại J | Loại E | Loại T |
|---|---|---|---|---|
| 20 AWG | 980 °C | 480 °C | 540 °C | 260 °C |
| 24 AWG | 870 °C | 370 °C | 430 °C | 200 °C |
| 28 AWG | 870 °C | 370 °C | 430 °C | 200 °C |
| 30 AWG | 760 °C | 320 °C | 370 °C | 150 °C |
Một dải thứ hai cũng quan trọng, và đó là dải gây ra tranh cãi. Các bảng dung sai không bao phủ toàn bộ phạm vi danh nghĩa. Theo ASTM E230, các giới hạn được công bố áp dụng cho Loại J từ 0 đến 760 °C, Loại K và N từ 0 đến 1.260 °C, Loại T từ 0 đến 370 °C, Loại E từ 0 đến 870 °C, Loại R và S từ 0 đến 1.480 °C, và Loại B từ 870 đến 1.700 °C. Ngoài các phạm vi đó, dây không được mua theo giới hạn được công bố, bất kể dải danh nghĩa nói gì, và các tỷ lệ phần trăm áp dụng cho các giá trị đọc trên không.
Châu Âu và Bắc Mỹ mô tả cùng một loại dây bằng các ngôn ngữ khác nhau, và hai ngôn ngữ đó không thể thay thế cho nhau trong đơn đặt hàng. Bắc Mỹ sử dụng các cấp, gọi là giới hạn tiêu chuẩn và giới hạn đặc biệt, và trích dẫn mỗi cấp là số lớn hơn giữa một số độ cố định hoặc một tỷ lệ phần trăm của giá trị đọc. IEC 60584 phân loại dây thành các lớp, được đánh số 1, 2 và 3, và trích dẫn mỗi lớp theo một dải nhiệt độ.
| Loại | Giới hạn tiêu chuẩn ASTM | Giới hạn đặc biệt ASTM | Lớp IEC 1 | Lớp IEC 2 |
|---|---|---|---|---|
| K | ±2,2 °C hoặc 0,75 % | ±1,1 °C hoặc 0,4 % | ±1,5 °C đến 375 °C, sau đó là 0,4 % | ±2,5 °C đến 333 °C, sau đó là 0,75 % |
| J | ±2,2 °C hoặc 0,75 % | ±1,1 °C hoặc 0,4 % | ±1,5 °C đến 375 °C, sau đó là 0,4 % | ±2,5 °C đến 333 °C, sau đó là 0,75 % |
| T | ±1,0 °C hoặc 0,75 % | ±0,5 °C hoặc 0,4 % | ±0,5 °C đến 125 °C, sau đó là 0,4 % | ±1 °C đến 133 °C, sau đó là 0,75 % |
| E | ±1,7 °C hoặc 0,5 % | ±1,0 °C hoặc 0,4 % | ±1,5 °C đến 375 °C, sau đó là 0,4 % | ±2,5 °C đến 333 °C, sau đó là 0,75 % |
| N | ±2,2 °C hoặc 0,75 % | ±1,1 °C hoặc 0,4 % | ±1,5 °C đến 375 °C, sau đó là 0,4 % | ±2,5 °C đến 333 °C, sau đó là 0,75 % |
| R | ±1,5 °C hoặc 0,25 % | ±0,6 °C hoặc 0,1 % | ±1 °C đến 1.100 °C, sau đó là một mức tăng dần | ±1,5 °C đến 600 °C, sau đó là 0,25 % |
| S | ±1,5 °C hoặc 0,25 % | ±0,6 °C hoặc 0,1 % | ±1 °C đến 1.100 °C, sau đó là một mức tăng dần | ±1,5 °C đến 600 °C, sau đó là 0,25 % |
| B | ±0,5 % | ±0,25 % | Không xác định cho loại này | ±4 °C từ 600 đến 800 °C, sau đó là 0,5 % |
Cụm từ "số lớn hơn" quan trọng hơn vẻ ngoài. Một loại K cấp tiêu chuẩn đọc 500 °C có thể sai lệch ±3,75 °C, vì 0,75% của 500 lớn hơn 2,2 °C cố định; dây cấp đặc biệt ở cùng điểm đó có thể sai lệch 2,0 °C. Dưới khoảng 293 °C, con số cố định sẽ thay thế và điều chỉnh thay thế. Vì vậy, sai số mà người mua được hưởng không phải là một hằng số, và một tuyên bố về độ chính xác không nêu rõ nhiệt độ không phải là một tuyên bố.
Hai cạm bẫy nữa nằm trong sự so sánh. Loại J được bao phủ đến 750 °C theo IEC và 760 °C theo ASTM, vì vậy một bảng dữ liệu được viết theo một tiêu chuẩn và đọc theo tiêu chuẩn khác sẽ trông sai lệch 10 °C. Và các lớp IEC là các dải, vì vậy cùng một dây cấp 2 mang hai con số khác nhau tùy thuộc vào vị trí trong phạm vi của nó được sử dụng. Khi dây được trích dẫn, tiêu chuẩn phải được đặt tên bên cạnh lớp hoặc cấp, hoặc con số đó vô nghĩa.
Màu sắc của lớp cách điện nhằm mục đích xác định loại mà không cần đọc chữ in, và hai tiêu chuẩn đằng sau nó không đồng ý. Theo ANSI MC96.1 và ASTM E230, dây âm luôn có màu đỏ và dây dương mang màu của loại. Theo IEC 60584, dây âm có màu trắng thay thế, làm thay đổi mọi cặp.
| Loại | Dương ANSI | Âm ANSI | Dương IEC | Âm IEC |
|---|---|---|---|---|
| K | Vàng | Đỏ | Xanh lá | Trắng |
| J | Trắng | Đỏ | Đen | Trắng |
| T | Xanh dương | Đỏ | Nâu | Trắng |
| E | Tím | Đỏ | Tuân thủ IEC 60584-3 | Trắng |
| N | Cam | Đỏ | Hồng | Trắng |
| R | Đen | Đỏ | Tuân thủ IEC 60584-3 | Trắng |
| S | Đen | Đỏ | Tuân thủ IEC 60584-3 | Trắng |
| B | Xám | Đỏ | Tuân thủ IEC 60584-3 | Trắng |
Một cáp Loại K màu vàng và đỏ trong bảng điều khiển Bắc Mỹ và một cáp màu xanh lá cây và trắng trên thiết bị nhập khẩu là cùng một cặp nhiệt điện bằng hai phương ngữ. Hai lỗi theo sau điều đó, và cả hai đều được thực hiện tại các thiết bị đầu cuối, không phải tại bàn thiết kế. Lỗi đầu tiên là cực tính: đảo ngược các chân của một cặp sẽ đảo ngược giá trị đọc, và kết quả trông giống như một vấn đề hiệu chuẩn. Lỗi thứ hai là cáp nối dài. Mỗi mối nối giữa các kim loại không giống nhau tạo ra điện áp riêng của nó, vì vậy cáp đồng thông thường chạy giữa cảm biến và thiết bị giới thiệu các mối nối chưa bao giờ có trong phép tính. Cáp nối dài phải khớp với chữ cái loại trên toàn bộ đường đi, và tiêu chuẩn phải được đặt tên khi đặt hàng cáp.
Không có loại nào thất bại ngẫu nhiên. Mỗi loại có một điểm yếu đã biết, và hầu hết chúng thể hiện dưới dạng thay đổi giá trị đọc, mà không có gì bị hỏng rõ ràng.
| Loại | Nơi nó sai | Chi phí dịch vụ là bao nhiêu |
|---|---|---|
| K | Trong môi trường oxy hóa thấp giữa khoảng 800 °C và 1.050 °C, chân crom bị oxy hóa ưu tiên, một lỗi được gọi là mục xanh lá cây, và hiệu chuẩn bị dịch chuyển. Hợp kim cũng bị tấn công bởi khí chứa lưu huỳnh | Một lò nung luân phiên giữa các điều kiện oxy hóa và khử sẽ làm cho giá trị đọc K dịch chuyển dần khỏi sự thật, và sự trôi dạt không thể phục hồi |
| J | Chân sắt bị gỉ trong độ ẩm và bị oxy hóa nhanh chóng trên khoảng 540 °C, và sắt thay đổi trạng thái từ tính gần 770 °C | Một vị trí ẩm ướt hoặc có độ ẩm cao làm giảm tuổi thọ; một môi trường chứa lưu huỳnh trên 540 °C là nơi không phù hợp với nó |
| T | Chân đồng giới hạn đầu trên, vì vậy độ chính xác và độ ổn định giảm dần trên khoảng 350 °C | Đẩy một cảm biến chuỗi lạnh vào một quy trình nóng cho ra các giá trị đọc có vẻ hợp lý và không phải vậy |
| E | Không khuyến khích trong chân không, hoặc dưới điều kiện oxy hóa một phần, ngoại trừ trong thời gian ngắn | Đầu ra cao bị nhầm lẫn với tính phù hợp chung, và dây được sử dụng ở nơi không nên sử dụng |
| N | Không phải là sự thay thế trực tiếp cho K. Nó cần cáp riêng, và thiết bị phải được đặt thành N | Một sự thay đổi mà không thay đổi bộ truyền hoặc bộ điều khiển đọc trên bảng sai |
| R và S | Sự nhiễm bẩn gây ra sự trôi dạt không thể phục hồi, và các môi trường khử hoặc hydro làm hỏng dây | Một cài đặt kim loại quý không được bảo vệ trong lò bẩn làm mất đi đặc tính mà nó được mua |
| B | Đầu ra rất thấp ở đầu lạnh, và cặp đó đọc giống nhau ở 0 °C và 42 °C | Nó không thể được sử dụng dưới khoảng 50 °C, vì vậy nó chỉ là một công cụ nhiệt độ cao |
Thứ tự kiểm tra rất quan trọng, vì hai kiểm tra đầu tiên loại bỏ các loại và phần còn lại chỉ chọn giữa những gì còn lại.
Năm kiểm tra đó tạo ra một thông số kỹ thuật ngắn gọn, và thông số kỹ thuật đó là những gì đơn đặt hàng nên mang theo.
| Trường trên đơn đặt hàng | Viết gì | Tại sao nó quyết định báo giá |
|---|---|---|
| Chữ cái loại | K, J, T, E, N, R, S hoặc B | Chọn bảng điện áp mà thiết bị áp dụng, và cặp hợp kim sẽ được chế tạo |
| Cấp hoặc lớp | Giới hạn tiêu chuẩn hoặc đặc biệt ASTM; Lớp IEC 1, 2 hoặc 3 | Đặt sai số cho phép, và giảm một nửa từ tiêu chuẩn sang đặc biệt |
| Dải cần bao phủ | Phạm vi thực tế của quy trình | Dung sai được trích dẫn theo một dải, vì vậy dải phải được nêu rõ |
| Tiết diện dây dẫn | Ví dụ 20, 24, 28 hoặc 30 AWG | Đặt giới hạn nhiệt độ thực tế, thấp hơn nhiều so với con số danh nghĩa của loại |
| Tiêu chuẩn màu | ANSI hoặc IEC | Cùng một loại có màu khác nhau, và các thiết bị đầu cuối được đấu dây tương ứng |
| Hình thức và cách điện | Dây trần, dây cách điện, hoặc cáp cách điện khoáng | Cấu trúc đặt giới hạn thực tế nhiều như hợp kim |
Loại K, với khoảng cách rất lớn. Nó bao phủ phạm vi rộng nhất của các loại kim loại cơ bản, nó là loại rẻ nhất trong bốn cặp đa năng, và hầu hết mọi bộ điều khiển và bộ truyền đều hỗ trợ nó ngay lập tức. Điều loại bỏ nó là môi trường: nó là lựa chọn sai trong chân không, hoặc trong lò nung luân phiên giữa các điều kiện oxy hóa và khử.
Loại R và S, trên giấy tờ. Giới hạn đặc biệt của chúng là ±0,6 °C hoặc 0,1% giá trị đọc, chặt chẽ nhất trong tám loại, và Loại S thường được sử dụng làm tham chiếu. Trong số các loại kim loại cơ bản, Loại T là chặt chẽ nhất ở ±0,5 °C hoặc 0,4%, đó là một phần lý do tại sao nó được sử dụng cho chuỗi lạnh và công việc phòng thí nghiệm. Độ chính xác trên giấy không phải là độ chính xác thực tế: mối nối tham chiếu, cáp nối dài và thiết bị đều thêm sai số.
Nếu bạn biết tiêu chuẩn mà nó được tô màu theo. Theo ANSI, chân âm có màu đỏ và chân dương mang màu của loại, vì vậy một cặp Loại K có màu vàng và đỏ. Theo IEC, chân âm có màu trắng, và cùng một cặp Loại K có màu xanh lá cây và trắng. Một cặp trông lạ có khả năng là tiêu chuẩn khác hơn là cảm biến sai.
Sai số cho phép, và khoảng một nửa trong số đó. Đối với Loại K, giới hạn tiêu chuẩn là ±2,2 °C hoặc 0,75% và giới hạn đặc biệt là ±1,1 °C hoặc 0,4%, tùy thuộc vào con số nào lớn hơn ở nhiệt độ đang được xem xét. IEC mô tả cùng một loại dây với các số lớp thay vì cấp, và các số này hơi khác nhau, vì vậy tiêu chuẩn phải được đặt tên trên đơn đặt hàng.
Không nếu không thay đổi phần còn lại của vòng lặp. Loại N được phát triển như một giải pháp thay thế ổn định hơn cho K dưới nhiệt độ cao kéo dài, và nó mang các giới hạn được công bố tương tự, nhưng nó là một cặp hợp kim khác với bảng điện áp khác. Bộ truyền, bộ điều khiển hoặc bộ ghi dữ liệu phải được đặt thành N, và cáp nối dài cũng phải là Loại N, hoặc giá trị đọc sẽ được lấy từ bảng sai.
Bởi vì dải danh nghĩa mô tả cặp hợp kim và giới hạn dịch vụ mô tả việc lắp đặt. Một cặp Loại K được đặc trưng từ −200 đến 1.250 °C, nhưng giới hạn trên được công bố cho một cặp nhiệt điện được bảo vệ giảm từ 980 °C ở 20 AWG xuống 760 °C ở 30 AWG, và các bảng dung sai ASTM bao phủ một phạm vi hẹp hơn so với dải danh nghĩa trong mọi trường hợp. Giới hạn áp dụng là giới hạn thấp nhất trong ba.
Tám loại chữ cái là một cách viết tắt cho bốn điều cùng một lúc: cặp hợp kim, dải mà cặp đó được đặc trưng, sai số cho phép và màu sắc của lớp cách điện. Loại K là mặc định đa năng, T và E bao phủ đầu lạnh và đầu có độ phân giải cao, N là loại kim loại cơ bản ổn định hơn trên 1.000 °C, và R, S và B chiếm các giới hạn cực đoan với giá bạch kim. Chữ cái không quyết định giới hạn trong sử dụng, mà tiết diện dây, cấu trúc và môi trường quyết định.
DLX Alloy đã sản xuất hợp kim niken tại Trường Châu, Giang Tô từ năm 2002, trên diện tích 12.000 m² được chứng nhận ISO 9001 và được kiểm toán bởi SGS. Dây cặp nhiệt điện được cung cấp theo tám loại chữ cái trên, dưới dạng dây trần và cáp cách điện khoáng: gửi loại, cấp hoặc lớp, dải và cấu trúc để có báo giá xác nhận.
Các số liệu được trích dẫn là giá trị được công bố cho dây mới và không phải là giới hạn chấp nhận. Một lô cặp nhiệt điện được chấp nhận theo loại, cấp hoặc lớp, dải và cấu trúc đã đặt hàng, và các số liệu dung sai chỉ mô tả dây mới: chúng không nói gì về sự trôi dạt sau khi cảm biến đã được sử dụng, đó là một câu hỏi hiệu chuẩn.