J型热电偶

定义与电极材料

J型热电偶是标准化廉金属热电偶之一，其正极为铁（Fe），负极为康铜（铜镍合金）。分度号记为J。课件表格中将其列为八种常用标准化热电偶（S、R、B、K、N、E、T、J）之一。

热电势与灵敏度

J型热电偶的热电势 $E(t,t_0)$ 是两端温度的函数，单位为mV。在标准化热电偶热电势-温度曲线对比中，E、J、K、N、T型属于高灵敏度组，曲线斜率较大；R、S、B型属于低灵敏度组，曲线平缓。课件明确指出J型的热电动势较K型高20%左右。曲线均从0℃附近（0mV）出发，0℃以下各曲线呈现负值。

使用气氛与优缺点

J型热电偶的优点是可应用于还原性气氛，这是相对于K、N、R、S、B型（均不适用于还原性气氛）的一个显著区别。其缺点是铁正极易生锈，因此对保护套管和安装环境有相应要求。

温区与允许偏差

课件表格列出了各标准化热电偶的长期与短期测温范围，以及I、II、III级在特定使用温度下的允许偏差（如 $\pm 1.5{}^{\circ }\mathrm{C}$ 或 $\pm 0.25\mathrm{\%}t$）。J型的具体温区数值和偏差等级需查阅该技术数据表，具体允许偏差以适用型号、等级和温区为准。

应用电路

教材给出采用AD594C的温度测量电路实例：AD594C片内除放大电路外还有温度补偿电路，对于J型热电偶经激光修整后可得到 $10\mathrm{m}\mathrm{V}{\mathrm{/}}^{\circ }\mathrm{C}$ 输出；该 $\pm 1{}^{\circ }\mathrm{C}$ 是AD594C在 $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ 的C级标定误差，并非 $0\sim 300{}^{\circ }\mathrm{C}$ 全温区恒定的整体精度，实际误差还包含增益误差、温漂及热电偶非线性。AD594C在 $300{}^{\circ }\mathrm{C}$ 的标称输出为 $3160\mathrm{m}\mathrm{V}$，并非理想 $10\mathrm{m}\mathrm{V}{\mathrm{/}}^{\circ }\mathrm{C}$ 对应的 $3000\mathrm{m}\mathrm{V}$，故应按输出关系或分度表进行线性化。热电偶产生的热电动势经AD594C的 $-\mathrm{I}\mathrm{N}$ 和 $+\mathrm{I}\mathrm{N}$ 引脚输入，经初级放大和温度补偿后送入主放大器 ${\mathrm{A}}_1$，输出电压信号 $U$ 反映被测温度。若接A/D转换器可构成数字温度计。

表中温度范围、长期或短期使用温度及允许偏差依赖热电极直径、保护结构、气氛与具体等级，不能把不同型号曲线统一外推到1000℃或1800℃。标准化互换指在规定允差内可互换，不表示不同实物的输出完全相同；材料本身也不能决定探头整体响应时间。