热电偶的概述

热电偶的概述

热电偶是工业上常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于塞贝克效应(Seebeck effect) ，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是：

1）测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
2）测量范围广。常用的热电偶从-50…+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃ (如金铁镍铬)，最高可达+2495℃ (如钨-铼)。
3）构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

1、热电偶测温基本原理

热电偶是由两根不同材质的金属在一端相连接而成的，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端。当测量端与参比端接触点的温度不同时，根据塞贝克效应(Seebeck effect)，则在回路中将出现电流，称为热电流；相应的电动势称为热电势。其方向取决于温度梯度的方向。借助于热电偶参考表格(IEC584 / DIN43710 / ASTM E988)，得出测量端的温度。

常用的热电偶材料

热电偶传感器 分度号	热电极材料 正极	热电极材料 负极
S	铂铑10	纯铂
R	铂铑13	纯铂
B	铂铑30	铂铑6
K	镍铬	镍硅
T	纯铜	铜镍
J	铁	铜镍
N	镍铬硅	镍硅
E	镍铬	铜镍

2、热电偶的种类及结构形成

(1) 热电偶的种类
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产(ITS-90国际温标)，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

(2) 热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：

1）组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；
2）两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；
3）补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；
4）保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

3、热电偶冷端的温度补偿

由于热电偶的材料一般都比较贵重 (特别是采用贵金属时)，而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端(参比端)延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。

在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。