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GB∕T 16839.1-2018

基本信息

标准号: GB∕T 16839.1-2018

中文名称:热电偶 第1部分:电动势规范和允差

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

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GB∕T 16839.1-2018 热电偶 第1部分:电动势规范和允差 GB∕T16839.1-2018 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS17.200.20
中华人民共和国国家标准
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:2013代替GB/T16839.1—1997.GB/T16839.2—1997热电偶
第1部分:电动势规范和允差
Thermocouples—Part 1:EMF specifications and tolerances(IEC60584-1:2013.IDT)
2018-07-13发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-02-01实施
术语和定义
热电偶标志
4电动势-温度分度函数
5热电偶允差
6ITS-90固定点热电动势值
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
参考文献
表1热电偶类型·
表2R型分度函数
表3S型分度函数
表4B型分度函数
表5J型分度函数
T型分度函数
E型分度函数
表8K型分度函数
N型分度函数
C型分度函数
A型分度函数
热电偶充差
电动势分度表
反函数
热电偶的选型指南
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1.2013IV
ITS-90固定点热电偶电动势及塞贝克系数(上一行:电动势;下一行:塞贝克系数).R型:铂佬13%/铂
S型:铂10%/铂
电国电电器
B型:铂30%/铂6%
J型.铁/铜镍
T型:铜/铜镍
E型:镍铬/铜镍
K型:镍铬/镍铝
N型:镍铬硅/镍硅
C型:钨5%/钨26%
A型:钨5%/钨20%
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:2013表B.1
R型反函数系数
S型反函数系数
B型反函数系数
J型反函数系数
T型反函数系数
E型反函数系数
K型反函数系数
N型反函数系数
C型反函数系数
A型反函数系数
推荐最高使用温度,tmax/℃
热电偶适用环境气氛和限制
中子辐照影响
GB/T16839《热电偶》计划发布如下部分:一第1部分:电动势规范和允差;第2部分:延长和补偿导线允差及标识制。本部分为GB/T16839的第1部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:2013本部分代替GB/T16839.1—1997《热电偶第1部分:分度表》和GB/T16839.2—1997《热电偶第2部分:允差》,与GB/T16839.11997和GB/T16839.2—1997相比主要技术变化如下:将GB/T16839.1—1997和GB/T16839.2—1997合并;增加了A型及C型热电偶及其相关内容(见表10、A.10、表A.9、表B.9以及表11、A.11、表A.10、表B.10);
明确了分度多项式及分度表的主次关系,调整了二者在标准中的位置,前者列入正文,由多项式导出的分度表由附录A给出(见第4章,GB/T16839.1一1997的附录A;见附录A,GB/T16839.1—1997的第4章);删除了反分度表(GB/T16839.1一1997第4章中各类型热电偶反函数表)修改了K型热电偶电动势多项式的最高温度,为1300℃(见表8表A.7、表B.7,GB/T16839.1—1997第4章中K型分度表、K型反函数表以及A.7、B.7);一增加了ITS-90固定点的热电数据(电动势和塞贝克系数,后者的值以10℃为间隔)(见第6章);
增加了附录C,给出了各种类型热电偶的使用上限温度和不同环境条件下的使用建议(见附录C)。
本部分使用翻译法等同采用IEC60584-1:2013《热电偶第1部分:电动势规范和允差》本部分做了下列编辑性修改:
更正了IEC60584-1:2013中的错误:修改了2.1的定义。原定义更接近“帕尔贴效应”,而非“塞贝克效应”,后者应发生在两种不同导电材料构成的闭合回路中,而非一种导体中;附录B反函数公式的注释,符号\T”更正为\tgo”;表C.2“RP.SP,RN.SN,BP,BN”一栏中,第三行和第四行重复,删除其中一行。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。本部分起草单位:上海工业自动化仪表研究院有限公司、安徽天康(集团)股份有限公司、重庆川仪十七厂有限公司,重庆材料研究院有限公司、重庆市大正仪表股份有限公司、河北省计量监督检测研究院,杭州春江仪表有限公司,沈阳东大传感技术有限公司、上海岗崎控制仪表有限公司,上海市计量测试技术研究院、上海仪器仪表自控系统检验测试所、中国计量科学研究院,浙江伦特机电有限公司、庆自动化仪表有限公司,浙江神威电气有限公司。本部分主要起草人:肖红练、范铠、毛文章、康文捷、刘奇、周洪琴、耿荣勤、吴大德、王魁汉、何诗豪、郑伟、王嘉宁、郑玮、吴加伦、单拥军、程立忠。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB/T16839.1—1997
—GB/T16839.2—1997。
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:2013引言
本部分给出了有字母标志热电偶所产生的电动势(EMF)与1990年国际温标(ITS-90)温度之间的关系。
R,S、B、J、TE、K及N型热电偶的分度多项式与IEC60584-1:1995相同,最初是由美国的NIST得出并在1993年NIST第175号专题报告中发表。本部分所做的主要修订是对两种钨热电偶进行了标准化,其分度号为C型和A型。这两种热电偶在工业中应用已久。本部分沿用了分别发表在ASTME230/E230-M12和GOSTR8.585一2001上的C型及A型的温度-电动势关系。IV
1范围
GB/T16839.1—2018/1EC60584-1:2013热电偶第1部分:电动势规范和充差GB/T16839的本部分规定了有字母标志热电偶(RS、BJ、T.E、KN.C和A型)的分度函数和允差。温度(符号tge)依据1990年国际温标ITS-90,用摄氏度表示,电动势(符号E)用微伏表示。分度函数是用多项式的形式,将热电偶参比端为O时的电动势(E,单位为V)用温度(to,单位为℃)的函数来表示。附录A以列表形式给出了以1℃为间隔所对应的电动势值。为便于计算温度,附录B给出了反函数,在设定的允差内将温度用电动势的函数来表示。本部分规定了按本部分要求制造的热电偶的允差。这些允差值适用于丝材公称直径为0.13mm~3.2mm的热电偶向用户交货时的状态,不适用于使用中产品的漂移校准。附录C给出了根据温度范围和环境条件选用热电偶的指南。术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。2.1
热电效应
thermoelectric effect
塞贝克效应Seebeckeffect
在两种不同导体构成的闭合回路中,由于两个接点的温度不同而产生电动势(EMF)的现象。2.2
热电偶的塞贝克系数Seebeckcoefficientofathermocouple每单位温度变化引起的热电偶电动势变化,也即电动势-温度函数的一阶导数。注:塞贝克系数dE/dtgo单位为μV/℃。2.3
热电偶thermocouple
由一对不同材料的导体构成,其一端相互连接,利用热电效应实现温度测量的一种温度检测器。2.4
测量端
measuring junction
热电偶感受被测温度的端点。
reference junction
参比端
热电偶处于已知(参比)温度的端点。注:对于本部分中的电动势值,参比温度为0℃。2.6
允差tolerance
偏离本部分中电动势规范的最大允许偏差。注:允差以等效摄氏温度(℃)表示。3热电偶标志
当用热电偶的电极材料来标志热电偶时,应先列出正极,即:“正极材料/负极材料”。1
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:2013正极是指当测量端的温度高于参比端时,相对于另一极具有正电势的热电极表1列出了本部分涉及的热电偶类型。表中的字母标志分别标识了表2~表11中的电动势-温度分度函数。这些字母标志可用于符合对应函数关系并满足第5章允差要求的任何合金成分的热电偶。符合本章给出的合金成分要求,并不能保证电动势-温度关系符合本部分规定表1热电偶类型
字母标志:
正极材料
铂13%
铂10%
铂30%
镍铬硅
元素及合金质量名义成分
负极材料
铜镍6
钨26%
钨20%
注1:除N型热电偶外,廉金属热电偶合金的标准合金成分并未确定,但应注意的是,成分并不如正负极之间的匹配那么重要。尤其是J型、E型和T型热电偶,其负极通常不能互换。同样,C型和A型的正极不必可互换;
注2:对于N型热电偶,推荐采用以下成分(质量百分数)以获得所需的特性,如良好的稳定性和抗氧化性:正极(镍铬硅):Cr13.7%~14.7%.Si1.2%~1.6%.Fe少于0.15%,C少于0.05%,Mg少于0.01%,Ni余额;
负极(镍硅):Cr少于0.02%,Si4.2%~4.6%,Fe少于0.15%.C少于0.05%,Mg0.05%~0.2%,Ni余额。
热电偶类型的字母标志也称分度号bJ、T和E型热电偶的负极“铜镍”也称为“康铜”K型热电偶的负极也常用“镍硅”,但一般不能与N型热电偶的负极互换。4电动势-温度分度函数
本部分用分度函数定义温度与电动势的关系,即在参比温度为0℃时,将电动势(E,单位为V)用温度(tgo,单位为℃)的函数来表示。除温度范围为0℃~1300℃的K型热电偶外,以多项式形式表示的热电偶分度函数见式(1):2
式中:
电动势,单位为微伏(μV);
-ITS-90温度,单位为摄氏度(℃):多项式第项的系数;
多项式阶数。
(tg)
GB/T16839.1—2018/1EC60584-1:2013..(1)
a:和n的值根据热电偶的类型和温度范围确定,见表2~表11。对于温度范围为0℃~1300℃的K型热电偶,分度函数见式(2):E
式中:
a:X(tg)+caXexp[ci(to-126.9686)\]电动势,单位为微伏(V);
ITS-90温度,单位为摄氏度(℃);多项式第;项的系数;
多项式阶数;
常数项,由表8给出。
附录A以表格形式给出了以1℃为间隔的电动势值。附录B给出了满足规定准确度要求的温度-电动势反函数。.(2)
注1:基于现有的处理能力,用这种形式多项式进行计算舍人误差可能会上升。可采用嵌套乘法规避这种情况。将aat乘积加上a(a-1),其结果再乘以t,不断重复该步骤,最后再加上ao,得到结果如下:E=t...(antgo+an-i)tga+an-2too+...+ailtgo+ac表2R型分度函数
多项式
50℃~1064.18℃C(n=9)
0.000 00000000X100
5.28961729765X100
1.39166589782×10-2
2.38855693017X10-5
3.56916001063X10-8
—4.62347666298X10-11
5.007 774 410 34 X1014
3.73105886191X10-17
1.57716482367X10-20
2.81038625251X10-24
温度范围
1064.18℃1664.5℃(n=5)
2.951579 25316X103
2.52061251332×100
1.59564501865X10-2
7.64085947576X10-6
2.053 052 910 24X10-8
2.93359668173X10-18
664.5C~1768.1℃(n=4)
1.522 32118209X105
-2.68819888545X10
1.71280280471X10
3.45895706453X10-5
—9.34633971046X10-12
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:2013多项式
-50℃~1064.18℃(n=8)
0.00000000000X10°
5.40313308631X100
1.259 342897 40X10-2
-2.32477968689X10-5
3.22028823036X10-8
—3.31465196389X10-11
2.55744251786X10-14
1.25068871393X10-17
2.714 431 761 45X10-21
3S型分度函数
温度范围
1064.18℃1664.5℃(n=4)
1.32900444085X10
3.34509311344X10
6.54805192818X10-3
1.64856259209X10-6
1.29989605174x10-11
表4B型分度函数
多项式
多项式
0℃~630.615℃(n=6)
0.0000000000X100
—2.4650818346X10-1
5.9040421171X10-3
1.3257931636X10-6
1.566 829190 1x10-9
1.6944529240X10-12
6.299 034709 4X10-16
5J型分度函数
-210℃~760℃(n=8)
0.0000000000X100
5.0381187815X10
3.0475836930X10-2
8.5681065720X10-5
1.3228195295X10-7
1.7052958337X10-10
2.0948090697X10-13
1.2538395336X10-16
1.5631725697X10-20
温度范围
1 664.5C~1 768.1 ℃(n=4)
1.466 282 326 36X105
—2.58430516752X102
1.63693574641X101
3.30439046987X10-5
—9.43223690612X10-12
630.615℃~1820℃(n=8)
-3.8938168621X103
2.8571747470X101
8.4885104785X10-2
1.578528016 4X10-4
1.683534.4864X10-7
1.1109794013X10-1
4.4515431033X10-14
9.8975640821X10-18
9.379133 0289X10-22
温度范围
760℃~1200℃(n=5)
2.9645625681X10
1.4976127786X10
3.1787103924X10
3.1847686701X10-8
1.5720819004X10-6
-3.0691369056X10-10
J型热电偶的分度函数(表5扩展到了1200℃。但应注意,当J型热电偶用于测量760℃以上的4
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1.2013温度后,其760℃以下的测温性能可能不再符合低温段的分度函数,将超过规定的允差。表6T型分度函数
多项式
多项式
270℃~0℃(n=14)
0.000 000 0000X100
3.874810 6364X101
4.4194434347X10-2
1.1844323105×104
2.0032973554X10-5
9.0138019559X10-1
2.2651156593X10-8
3.6071154205X10-10
3.8493939883X10-12
2.821 3521925x10-14
1.425159 4779×10-16
4.876 866 2286X10-19
1.0795539270X10-2
1.394 502706 2X10-24
7.979515392 7X10-28
E型分度函数
270℃~0℃(n=13)
0.000 000000 0X109
5.866550 8708X10
4.5410977124X102
7.799 8048686X10-4
2.5800160843X10-5
-5.9452583057X10-7
9.3214058667X10-9
1.0287605534X10-10
8.037012 3621X10-13
—4.3979497391X10-15
1.6414776355×10-17免费标准下载网bzxz
—3.9673619516X10-20
—5.5827328721X10-23
3.4657842013X10-26
温度范围
0℃~400℃(n=8)
0.000 000 0000X100
3.874810 6364X10
3.329 2227880X10-2
2.0618243404X10-4
2.1882256846X10-6
1.099 688 092 8X10-8
3.0815758772×10-1
4.5479135290X10-14
2.7512901673X10-17
温度范围
0℃1000℃(n=10)
0.0000000000X100
5.8665508710X10
4.5032275582X10-2
2.890 840 721 2X10-5
3.3056896652X10-7
6.5024403270X10-10
1.9197495504X10-13
1.2536600497X10-15
2.148 921 756 9X10-18
1.438 8041782X10-21
3.596 089 948 1X10-25
GB/T16839.1—2018/IEC60584-1:20133K型分度函数
多项式
-270 ℃~0 ℃(n=10)
0.0000000000X100
3.9450128025X10
2.362 237 359 8X10-2
3.2858906784X10-4
—4.9904828777X10-
6.750 905 917 3X10-8
—5.7410327428×10-10
3.1088872894X10-12
1.0451609365X10-14
-1.9889266878X10-17
1.632269 7486X10-20
温度范围
0℃~1300℃
1.7600413686×10
3.8921204975X10
1.855 877003 2X10-2
9.9457592874×10-5
3.184 094 5719X 10-7
5.6072844889X10-10
5.6075059059X10-13
3.2020720003X10-16
9.7151147152×10-2
1.210 4721275X10-23
1.185976X102
—1.183432×10-4
对于温度范围为0℃~1300℃的K型热电偶(表8),使用式(2)以及表8给出的常数c。℃i值进行计算。
N型分度函数
多项式
-270℃~0℃(n=8)
0.000 000000 0X100
2.615 910 596 2X101
1.095 748 4228X10-2
9.3841111554X105
—4.6412039759X10-8
2.6303357716X10-9
—2.2653438003×10-11
-7.6089300791X10-14
—9.341966 7835X10-17
温度范围
0℃~1300℃(n=10)
0.000 000000 0X100
2.5929394601X10
1.5710141880×10-2
4.3825627237X10-5
2.5261169794X10-7
6.431 1819339X10-10
1.0063471519X10-12
9.974 533 899 2X10-16
6.0863245607X10-19
2.084922 9339X10-22
3.0682196151X10-26
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