熱電偶工作原理
熱電偶是一種感溫元件,是一次儀表，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào), 再通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度，下面給大家介紹熱電偶工作原理。
熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。
兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí), 只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同, 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測(cè)溫時(shí), 可接入測(cè)量?jī)x表, 測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后, 即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。
熱電偶將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖所示。
當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。
兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。
熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度，對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì)，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：
1：熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)；
2 ：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；
3：當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。
熱電偶有哪些優(yōu)點(diǎn)
熱電偶是一種測(cè)溫的元器件，它的原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)。那么大家知道熱電偶有哪些優(yōu)點(diǎn)嗎？今天小編就與大家分享下熱電偶的優(yōu)點(diǎn)。
熱電偶優(yōu)點(diǎn)一：測(cè)量精度高。熱電偶的工作模式是可以直接與被測(cè)量的物質(zhì)接觸，所以可以更加直接的感觸到熱電偶的溫度，所以測(cè)量溫度更加精準(zhǔn)。
熱電偶優(yōu)點(diǎn)二：可測(cè)量的溫度范圍比較大。熱電偶有不同種類，有些熱電偶耐高溫，可以測(cè)量甚至超過2800℃的溫度，有些熱電偶因?yàn)槠涮厥獠馁|(zhì)耐低溫也很強(qiáng)大，可以測(cè)量-269℃的溫度，這樣可以應(yīng)用在很多領(lǐng)域，幫助我們測(cè)量到不同情況下的溫度。
熱電偶優(yōu)點(diǎn)三：熱電偶操作簡(jiǎn)單，容易上手，效率高。熱電偶的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，安全可靠。
熱電偶優(yōu)點(diǎn)四：熱電偶比較穩(wěn)定，因?yàn)槠洳牧鲜怯帽容^貴的金屬材質(zhì)制成，因此其穩(wěn)定性也比較好，可以幫助我們更好的測(cè)量穩(wěn)定的溫度。
熱電偶有那么多優(yōu)點(diǎn)，所以它被人們所喜愛，不過我們?cè)谶x擇熱電偶的時(shí)候要綜合考慮哦，這樣才能幫助我們更好的使用和提高我們的工作效率，更多有關(guān)于熱電偶的新鮮資訊，我們會(huì)定期更新。
熱電偶測(cè)溫范圍及優(yōu)缺點(diǎn)比較
S型熱電偶：鉑銠10-鉑熱電偶，溫度范圍0～1600℃，舊分度號(hào)LB-3。優(yōu)點(diǎn)：耐熱性、安定性、再現(xiàn)性良好及較優(yōu)越的精確度；耐氧化、耐腐濁性良好；可以做為標(biāo)準(zhǔn)使用。缺點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)值小；在還元性氣體環(huán)境較脆弱(特別是氫、金屬蒸氣)；補(bǔ)償導(dǎo)線誤差大；價(jià)格高昂。
R型熱電偶：鉑銠13-鉑熱電偶，溫度范圍0～1600℃。優(yōu)點(diǎn)：耐熱性、安定性、再現(xiàn)性良好及較優(yōu)越的精確度；耐氧化、耐腐濁性良好；可以做為標(biāo)準(zhǔn)使用。缺點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)值??；在還元性氣體環(huán)境較脆弱(特別是氫、金屬蒸氣)；補(bǔ)償導(dǎo)線誤差大；價(jià)格高昂。
B型熱電偶：鉑銠30-鉑銠6熱電偶，溫度范圍600～1800℃，舊分度號(hào)LL-2，自由端在0～50℃內(nèi)可以不用補(bǔ)償導(dǎo)線。優(yōu)點(diǎn)：適用1000℃以上至1800℃；在常溫環(huán)境下熱電動(dòng)勢(shì)非常小，不需補(bǔ)償導(dǎo)線；耐氧化、耐腐濁性良好；耐熱性與機(jī)械強(qiáng)度較R型優(yōu)良。缺點(diǎn)：在中低溫域之熱電動(dòng)勢(shì)極小，600℃以下測(cè)定溫度不準(zhǔn)確；熱電動(dòng)勢(shì)值小；熱電動(dòng)勢(shì)之直線性不佳；價(jià)格高昂。
K型熱電偶：鎳鉻-鎳硅熱電偶、鎳鉻-鎳鋁熱電偶，溫度范圍-200～1300℃。優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)之直線性良好；1000℃以下耐氧化性良好；在金屬熱電偶中安定性屬良好。缺點(diǎn)：不適用于還元性氣體環(huán)境，特別是一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體；熱電動(dòng)勢(shì)與貴金屬熱電偶相比較經(jīng)時(shí)變化較大；受短范圍排序之影響會(huì)產(chǎn)生誤差。
N型熱電偶：鎳鉻硅–鎳硅熱電偶，溫度范圍-270～1300℃。優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)之直線性良好；1200℃以下耐氧化性良好；為K型之改良型，克服了K?型熱電偶在300～500℃之間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定和在800℃左右鎳鉻合金發(fā)生擇優(yōu)氧化而造成的熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定的不足。受Green?Rot(高溫腐蝕性)之影響較小，耐熱溫度較K型高。缺點(diǎn)：不適用于還元性氣體環(huán)境；熱電動(dòng)勢(shì)與貴金屬熱電偶相比較經(jīng)時(shí)變化較大。
E型熱電偶：鎳鉻硅-康銅熱電偶，溫度范圍-270～1000℃。優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)有熱電偶中感度最佳者；與J熱電偶相比耐熱性良好；兩腳不具磁性；適于氧化性氣體環(huán)境；價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：不適用于還元性氣體環(huán)境；稍具履歷現(xiàn)象。
J型熱電偶：鐵–康銅熱電偶，溫度范圍-210～1200℃。優(yōu)點(diǎn)：可使用于還元性氣體環(huán)境；熱電動(dòng)勢(shì)較K熱電偶大20%；價(jià)格較便宜，適用于中溫區(qū)域。缺點(diǎn)：(＋)腳易生銹；再現(xiàn)性不佳。
T型熱電偶：銅-康銅熱電偶，溫度范圍-270～400℃。優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢(shì)之直線性良好；低溫之特性良好；再現(xiàn)性良好、高精度；可使用于還元性氣體環(huán)境。缺點(diǎn)：使用溫度限度低；(＋)腳之銅易氧化；熱傳導(dǎo)誤差大。