热电偶工作原理

热电偶是一种感温元件,是一次仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 再通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度，下面给大家介绍热电偶工作原理。

 

 

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

 

两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

 

在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此, 在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。

 

热电偶将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。

 

当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

 

两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

 

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：

 

1：热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；

 

2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；

 

3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

 

热电偶有哪些优点

 

热电偶是一种测温的元器件，它的原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势。那么大家知道热电偶有哪些优点吗？今天小编就与大家分享下热电偶的优点。

 

热电偶优点一：测量精度高。热电偶的工作模式是可以直接与被测量的物质接触，所以可以更加直接的感触到热电偶的温度，所以测量温度更加精准。

 

热电偶优点二：可测量的温度范围比较大。热电偶有不同种类，有些热电偶耐高温，可以测量甚至超过2800℃的温度，有些热电偶因为其特殊材质耐低温也很强大，可以测量-269℃的温度，这样可以应用在很多领域，帮助我们测量到不同情况下的温度。

 

热电偶优点三：热电偶操作简单，容易上手，效率高。热电偶的结构比较简单，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，安全可靠。

 

热电偶优点四：热电偶比较稳定，因为其材料是用比较贵的金属材质制成，因此其稳定性也比较好，可以帮助我们更好的测量稳定的温度。

 

热电偶有那么多优点，所以它被人们所喜爱，不过我们在选择热电偶的时候要综合考虑哦，这样才能帮助我们更好的使用和提高我们的工作效率，更多有关于热电偶的新鲜资讯，我们会定期更新。

 

热电偶测温范围及优缺点比较

 

S型热电偶：铂铑10-铂热电偶，温度范围0～1600℃，旧分度号LB-3。优点：耐热性、安定性、再现性良好及较优越的精确度；耐氧化、耐腐浊性良好；可以做为标准使用。缺点：热电动势值小；在还元性气体环境较脆弱(特别是氢、金属蒸气)；补偿导线误差大；价格高昂。

 

R型热电偶：铂铑13-铂热电偶，温度范围0～1600℃。优点：耐热性、安定性、再现性良好及较优越的精确度；耐氧化、耐腐浊性良好；可以做为标准使用。缺点：热电动势值小；在还元性气体环境较脆弱(特别是氢、金属蒸气)；补偿导线误差大；价格高昂。

 

B型热电偶：铂铑30-铂铑6热电偶，温度范围600～1800℃，旧分度号LL-2，自由端在0～50℃内可以不用补偿导线。优点：适用1000℃以上至1800℃；在常温环境下热电动势非常小，不需补偿导线；耐氧化、耐腐浊性良好；耐热性与机械强度较R型优良。缺点：在中低温域之热电动势极小，600℃以下测定温度不准确；热电动势值小；热电动势之直线性不佳；价格高昂。

 

K型热电偶：镍铬-镍硅热电偶、镍铬-镍铝热电偶，温度范围-200～1300℃。优点：热电动势之直线性良好；1000℃以下耐氧化性良好；在金属热电偶中安定性属良好。缺点：不适用于还元性气体环境，特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体；热电动势与贵金属热电偶相比较经时变化较大；受短范围排序之影响会产生误差。

 

N型热电偶：镍铬硅–镍硅热电偶，温度范围-270～1300℃。优点：热电动势之直线性良好；1200℃以下耐氧化性良好；为K型之改良型，克服了K?型热电偶在300～500℃之间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定和在800℃左右镍铬合金发生择优氧化而造成的热电动势不稳定的不足。受Green?Rot(高温腐蚀性)之影响较小，耐热温度较K型高。缺点：不适用于还元性气体环境；热电动势与贵金属热电偶相比较经时变化较大。

 

E型热电偶：镍铬硅-康铜热电偶，温度范围-270～1000℃。优点：现有热电偶中感度最佳者；与J热电偶相比耐热性良好；两脚不具磁性；适于氧化性气体环境；价格低廉。缺点：不适用于还元性气体环境；稍具履历现象。

 

J型热电偶：铁–康铜热电偶，温度范围-210～1200℃。优点：可使用于还元性气体环境；热电动势较K热电偶大20%；价格较便宜，适用于中温区域。缺点：(＋)脚易生锈；再现性不佳。

 

T型热电偶：铜-康铜热电偶，温度范围-270～400℃。优点：热电动势之直线性良好；低温之特性良好；再现性良好、高精度；可使用于还元性气体环境。缺点：使用温度限度低；(＋)脚之铜易氧化；热传导误差大。