熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一，熱電偶的工作原理是根據塞貝克效應，兩個(gè)不同成分的導體兩端連接在電路上，兩個(gè)連接端的溫度不同時(shí)，電路內會(huì )產(chǎn)生熱電流的物理現象。

在工業(yè)測溫中zui廣泛使用的溫度傳感器之一，熱電偶與鉑測溫電阻體一起，約占溫度傳感器整體的60%，熱電偶通常與顯示儀表等組合使用，在各種生產(chǎn)過(guò)程中直接測量-40~1800℃范圍內的液體、蒸汽、氣體介質(zhì)及固體的表面溫度。

優(yōu)勢包括:

①測量精度高②測量范圍廣③結構簡(jiǎn)單，熱電偶使用方便。

熱電偶測溫的基本原理

熱電偶是溫感元件，是直接測定溫度，將溫度信號轉換為熱電動(dòng)勢信號，通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉換為被測定介質(zhì)的溫度的儀表。

熱電偶測溫的基本原理是，兩個(gè)不同成分的材質(zhì)導體構成閉合電路，兩端有溫度梯度時(shí)，電流流過(guò)電路，這時(shí)，兩端之間存在電動(dòng)勢<； br/>； 熱電動(dòng)勢是所謂塞貝克效應。

兩種不同成分的均質(zhì)導體為熱電極，溫度高的一方為工作端，溫度低的一方為自由端，自由端始終處于一定的溫度。 根據熱電動(dòng)勢和溫度的函數關(guān)系，制作熱電偶索引表的分度表在自由端溫度為0℃的條件下得到，根據熱電偶的不同，分度表也不同。 在熱電偶電路中插入第三金屬材料的情況下，如果該材料的兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，則熱電偶產(chǎn)生的熱電勢不變化，即不受第三金屬訪(fǎng)問(wèn)電路的影響。 因此，測溫熱電偶時(shí)，如果訪(fǎng)問(wèn)測量?jì)x器測量熱電動(dòng)勢，則可以得知被測介質(zhì)的溫度。

熱電偶焊接兩種不同材料的導體或半導體a和b，如圖所示構成一個(gè)閉合電路。

當導體a和b的兩個(gè)執著(zhù)點(diǎn)1和2之間存在溫度差時(shí)，在兩者之間產(chǎn)生電動(dòng)勢，在電路中產(chǎn)生大電流的現象被稱(chēng)為熱電效應。 熱電偶利用這個(gè)效果發(fā)揮作用。 在兩個(gè)不同成分的導體(稱(chēng)為熱電偶芯線(xiàn)和熱電極)的兩端連接電路，如果接合點(diǎn)的溫度不同，則在電路中產(chǎn)生電動(dòng)勢的現象稱(chēng)為熱電效應，該電動(dòng)勢稱(chēng)為熱電勢。 熱電偶是利用該原理進(jìn)行溫度測量的，其中直接用于測量介質(zhì)溫度的一端稱(chēng)為工作端(也稱(chēng)為測量端，另一端稱(chēng)為冷端(也稱(chēng)為補償端) )的冷端與顯示器或輔助器連接，顯示器表示熱電偶產(chǎn)生的熱電勢。 熱電偶實(shí)際上是將熱能轉換為電能，利用產(chǎn)生的熱電勢測量溫度的能量轉換器，熱電偶的熱電勢是熱電偶的兩端溫度函數的差，不是熱電偶的兩端溫度差的函數， 2 :熱電偶產(chǎn)生的熱電勢的大小，在熱電偶的材料均勻的情況下，與熱電偶的長(cháng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶材料的成分和兩端的溫度差有關(guān)的3 :熱電偶的兩個(gè)熱電偶線(xiàn)材的成分確定后，熱電偶的熱電勢的大小， 如果僅與熱電偶的溫度差有關(guān)的熱電偶的冷端溫度保持恒定，則該熱電偶的熱電勢只是工作端溫度的一值函數。

熱電偶的種類(lèi)和結構

一、種類(lèi):

熱電偶有標準熱電偶和非標準熱電偶兩種。

標準熱電偶是指國家標準規定了熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、統一的標準尺度的熱電偶，有與其配套的顯示器。 未標準化的熱電偶不及使用范圍或數量級標準化的熱電偶，一般也沒(méi)有統一的標度表，主要用于特殊情況下的測量。

二、熱電偶的基本結構:

工業(yè)測溫用的熱電偶，作為基本構造有熱電偶線(xiàn)材、絕緣管、保護管、端子箱等。

常用熱電偶導線(xiàn)束及其性能:

1 .鉑銠10-鉑熱電偶(也稱(chēng)為索引號s、單鉑銠熱電偶)該熱電偶正極成分為含有10%銠的鉑銠合金，負極為純鉑； 其特點(diǎn)包括:

(1)熱電性能穩定、耐氧化性強、優(yōu)選在氧化性氣氛中連續使用，長(cháng)期使用溫度達到1300℃，超過(guò)1400℃時(shí)，在空氣中即使是純白金線(xiàn)也會(huì )再結晶，晶粒變粗大而斷裂

(2)精度高，它在所有熱電偶中精度等級zui高，通常用作標準，或測量高溫度

(3)使用范圍廣，均勻性和互換性好；

(4)主要缺點(diǎn)是微分熱電勢小，靈敏度低，價(jià)格高，機械強度低，不適合在有還原性氣氛或金屬蒸汽的條件下使用。

2 .鉑銠13-鉑熱電偶(也稱(chēng)索引號r、單鉑銠熱電偶)該熱電偶的正極含有13%的鉑銠合金，負極為純鉑，與s型相比電位率大約15%，其他性能大致相同，這種熱電偶在日本產(chǎn)業(yè)界作為高溫熱電偶zui較多，在中國較少

3、鉑銠30-鉑銠6熱電偶(也稱(chēng)為索引號b、鉑銠熱電偶)。

該熱電偶的正極是含有30%銠的鉑銠合金，負極是含有6%銠的鉑銠合金，在室溫下熱電勢小，因此測定時(shí)不需要補償引線(xiàn)，能夠忽略冷溫度變化的影響的長(cháng)期使用溫度為1600℃，短期為1800℃，熱電勢小，因此靈敏度高

b型熱電偶適合在氧化性或中性氣氛中使用，即使在可以在真空氣氛中短期使用還原氣氛下，其壽命為r或s型的10~20倍，其電極由鉑銠合金構成，因此存在鉑銠-鉑熱電偶的負極上的所有缺點(diǎn)，高溫時(shí)大的結晶化傾向少， 且具有較大的機械強度，同時(shí)由于對雜質(zhì)的吸收和銠的遷移的影響較小，長(cháng)期使用后，熱電勢變化不嚴重，缺陷價(jià)格高(與鉑銠相比)。

4、鎳鉻合金熱電偶(分度代號k )

這個(gè)熱電偶的正極是含有10%鉻的鎳鉻合金，負極是含有3%硅的鎳硅合金(在一些國家，負極是純鎳)。 可測定0~1300℃的介質(zhì)溫度，適用于氧化性及惰性氣體中的連續使用，短期使用溫度為1200℃，長(cháng)期使用溫度為1000℃，熱電勢與溫度的關(guān)系基本為線(xiàn)性，廉價(jià)，是目前使用量zui較大的熱電偶。

本文熱電偶高頻詞： 電勢  鉑銠 

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