热电偶工作原理

一、热电偶-简介

    　　热电偶是一种常用的测温元件，它可直接用于温度的测量，并将温度信号转换为热电动势信号，再通过二次仪表转换成被测介质的温度。热电偶具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小、输出信号便于远传等多种优点，因此在温度测量中的应用极为广泛。

    　　另外，热电偶还是一种有源传感器，在测量时不需外加电源，使用极其方便，常用其来测量炉子、管道内气体或液体的温度及固体的表面温度。

    　　二、热电偶分类

    　　常用的热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶。标准热电偶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，标准热电偶具有与其配套的显示仪表可供选用。而非标准热电偶指不满足标准热电偶条件的热电偶，经常体现为在使用范围过数量级上不及标准热电偶，没有统一分度表，主要用于某些特殊场合的测量等。

    　　热电偶按固定装置型式可分为无固定装置式、螺纹式、固定法兰式、活动法兰式、活动法兰角尺形式、锥形保护管式六种。

    　　热电偶按性能结构方式可分为可拆卸式热电偶、隔爆式热电偶、铠装热电偶和压弹簧固定式热电偶等特殊用途的热电偶四种。

    　　三、热电偶结构

    　　热电偶的外形因需要不同具有相当大的差别，但其基本结构却大致相同，都是由热电极、绝缘套保护管、接线盒等部分构成，通常和显示仪表、记录仪表、电子调节器等仪器配套使用。

    　　四、热电偶工作原理

    　　热电偶是利用热电效应来进行温度测量的，热电效应是指两种不同成分的导体两端接合成回路，当两个接合点温度不同时，就会在回路中产生电动势的现象，产生的电动势称之为热电势。我们将直接用作测量介质温度的一端称为工作端或测量端，将不直接用作测量介质温度的一端称为冷端或补偿端，将冷端与显示仪表或其他配套仪器相连接，仪表上便会显示出热电偶所产生的热电势。

    　　热电偶产生的热动势由两部分组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。因此，热电势的大小仅与组成热电偶的导体材料和两接合点的温度有关，而与热电偶的形状尺寸等参数无关。当热电偶两电极材料固定后，热电动势便是两接合点温度的函数差。

在常规工业生产中，被测对象极其复杂，应在熟悉被测对象、掌握各种热电偶特性的基础上，根据测量要求、使用环境、温度的高低等正确地选择热电偶。

选择热电偶因综合考虑下列因素：

①、被测物温度范围

②、所需响应时间

③、连接电类型

④、热电偶或保护套管材料的抗化学腐蚀能力

⑤、抗磨损或抗振动能力

⑥、安装及限制要求