一、工作原理
當(dāng)兩個(gè)不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B形成一個(gè)回路，并且它們的兩端相互連接時(shí)，只要兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度不同，一端的溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端的溫度為t0，稱為自由端(也稱為參考端)或冷端，回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢。 電動(dòng)勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料和兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度有關(guān) 這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)。由兩個(gè)導(dǎo)體組成的回路叫做熱電偶。這兩個(gè)導(dǎo)體被稱為熱電極。產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱為熱電動(dòng)力。
熱電動(dòng)力由兩部分組成
一部分是兩個(gè)導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢，另一部分是單個(gè)導(dǎo)體的熱電電動(dòng)勢。 熱電偶電路中熱電動(dòng)力的大小***與構(gòu)成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與熱電偶的形狀和尺寸無關(guān)。 當(dāng)熱電偶的兩種電極材料固定時(shí)，熱電動(dòng)力為兩個(gè)接觸溫度T和t0。 的功能差異 也就是說，這種關(guān)系在實(shí)際溫度測量中已被廣泛使用。 因?yàn)槔涠藅0是恒定的，所以由熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)力***隨著熱端(測量端)的溫度變化而變化，即某個(gè)熱電動(dòng)力對應(yīng)于某個(gè)溫度 我們只能通過測量熱電動(dòng)力來測量溫度。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成分的導(dǎo)體形成一個(gè)閉環(huán)。當(dāng)兩端都有溫度梯度時(shí)，電流將通過回路，電動(dòng)勢會(huì)存在于兩端之間。熱電動(dòng)力，稱為塞貝克效應(yīng) 兩種不同成分的均勻?qū)w是熱電極，高溫端是工作端，低溫端是自由端，自由端通常處于某一恒定溫度。 根據(jù)溫差電動(dòng)勢與溫度的函數(shù)關(guān)系，制作了熱電偶分度表。分度表是在自由端溫度為0℃的條件下得到的，不同的熱電偶有不同的分度表。
當(dāng)?shù)谌饘俨牧线B接到熱電偶電路中時(shí)，只要該材料的兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度相同，由熱電偶產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三金屬連接到電路中的影響。 因此，當(dāng)使用熱電偶測量溫度時(shí)，可以連接測量儀器，并且在測量熱電動(dòng)力之后可以知道待測介質(zhì)的溫度。 測量溫度時(shí)，熱電偶要求其冷端(測量端是熱端，通過導(dǎo)線連接到測量電路的一端稱為冷端)的溫度保持不變，這樣熱電勢與測量溫度成正比。 如果測量過程中冷端的(環(huán)境)溫度發(fā)生變化，測量精度將受到嚴(yán)重影響。
在冷端采取某些措施來補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶冷端補(bǔ)償是正常的。 與測量儀器連接的專用補(bǔ)償導(dǎo)體 熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方法:從毫伏到溫度:測量冷端溫度，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的毫伏值，與熱電偶的毫伏值相加，轉(zhuǎn)換成溫度；從溫度到毫伏:測量實(shí)際溫度和冷端溫度，分別轉(zhuǎn)換成毫伏值，減去毫伏值，得到溫度。
二、熱電偶結(jié)構(gòu)
熱電偶是測溫儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)力信號(hào)，通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度 由于需要，各種熱電偶通常具有非常不同的形狀，但是它們的基本結(jié)構(gòu)大致相同。它們通常由熱電極、絕緣套管保護(hù)管和接線盒等主要部件組成，通常與顯示儀器、記錄儀器和電子調(diào)節(jié)器一起使用。
三、熱電偶原理相關(guān)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)
1、組裝簡單，更換方便；
2.壓縮彈簧式溫度傳感元件具有良好的抗震性能；
3.測量精度高；
4.測量范圍大(-200℃ ~ 1300℃，特殊情況下-270℃~ 2800℃)；
5.快速熱響應(yīng)時(shí)間；
6.機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓性好；
7、高溫可達(dá)2800度；
7.長使用壽命
熱電偶測量的優(yōu)點(diǎn):
1..高測量精度 由于與被測物體直接接觸，它不受中間介質(zhì)的影響。
2.寬測量范圍 常用熱電偶的溫度范圍為零下50度至零下20度。1600度可以連續(xù)測量，一些特殊的熱電偶可以測量到低至-269度(如金、鐵、鎳、鉻)和高達(dá)2800度(如鎢和錸)
3.結(jié)構(gòu)簡單，使用方便 熱電偶通常由兩種不同的金屬線組成，不受尺寸和起點(diǎn)的限制。外面帶保護(hù)套非常方便。
四、熱電偶安裝注意事項(xiàng)
現(xiàn)場使用注意事項(xiàng)和安裝要求是測溫儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)力信號(hào)，通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度 熱電偶的安裝方法如下:主要的固定方法有螺紋連接、法蘭連接和焊接，它們的應(yīng)用場合和要求不同，主要根據(jù)壓力和溫度等參數(shù)來確定。 安裝和使用時(shí)我們應(yīng)該注意什么？
1.使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)須***注意型號(hào)匹配，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶的連接溫度不能超過100℃
2.當(dāng)使用具有大時(shí)間常數(shù)的熱電偶來測量或控制溫度時(shí)，盡管儀表顯示的溫度波動(dòng)很小，但實(shí)際爐溫可能波動(dòng)很大。應(yīng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。
3.根據(jù)儀表接線圖正確接線和通電后，儀表將首先顯示儀表的熱電偶刻度數(shù)，然后顯示儀表的測量范圍，然后測量儀表下排數(shù)碼管設(shè)定的溫度和儀表上排數(shù)碼管測量的溫度。
