搞热仿真离不开热电偶

搞热仿真离不开热电偶

虽然毕业多年，也从事一线CAE分析工作多年，但内心深刻明白：理论公式是一套，仿真是一套，搞测试校核与反馈仿真又是另一套，三者的套路各不相同，相互独立又互为补充，缺一不可。

咱们今天就来说一说热仿真中测温器件的事情。

工业中测温测温器件分为两类，热电阻和热电偶，虽然叫法接近，但原理却很不相同。

1、      先说一下热电阻。热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范 围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。中国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几 种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。

现在电动汽车的永磁电机，广泛应用PT1000热电阻进行绕组的温度检测。

2、      再介绍一下热电偶，热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，它的主要特点就是测温范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传 4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为Seebeck效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成；温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因 温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以它们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为它们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当它们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两

种不同导体的材料性质以及它们接触点的温度。

3、      目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为B，R，S，K，N，E，J和T，其测量温度的最低可测零下270摄氏度，最高可达到1800摄氏度，其中B，R，S属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶，而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。

4、      最后说一下K型热电偶。K型热点偶就是常用的一种分度的廉价金属热电偶，工业应用非常广泛，很多厂家生产的测温仪普遍使用K型热电偶，比如电子器件的测温仪。我们平时使用的万用表也有温度测试功能，万用表配备的热电偶附件通常也是K型热电偶，缺点是万用表自身的测温精度差一些。

不管是热电阻还是热电偶，现实应用中都是需要分度表的，也就是说需要查表来确定测试的温度到底是多少。虽然现在很多测温仪器都直接把温度显示在液晶屏幕上，但基本原理还是把分度表用计算电路来实现的。

本篇就把一种常用的K型(Ni-Cr+Ni-Si)热电偶的分度表分享一下，也是CAE从业者最常用的热电偶分度表。

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