熱電偶的工(gōng)作原理

熱電偶(ǒu)是工業上最常用(yong)的溫度檢測元件(jiàn)之一。其優🈲點是： 

  ①測(cè)量精度高。因熱電(dian)偶直接與被測對(dui)象接觸，不受中💘間(jian)介質的影響。 

  ②測量(liang)範圍廣。常用的熱(rè)電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些🎯特殊😍熱(rè)電偶最低可測到(dào)-269℃（如金鐵鎳鉻），最高(gāo)可達+2800℃（如鎢-铼）。

  ③構造(zào)簡單，使用方便。熱(rè)電偶通常是由兩(liang)種不同的金屬絲(si)組🔴成，而且不受大(dà)小和開頭的限制(zhi)，外有保護套管，用(yòng)👨‍❤️‍👨起來非常方便。

  1．熱(rè)電偶測溫基本原(yuan)理 

  将兩種不同材(cái)料的導體或半導(dao)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路(lu)。當導體A和B的兩個(ge)執着點1和2之間存(cun)在溫差時，兩者之(zhi)間便産生電動勢(shi),因而在回路中形(xíng)成一個大小的電(dian)流,這種現象稱爲(wèi)熱電效應🥵。熱電偶(ǒu)就是利用這一效(xiào)應來工作的。

  2．熱電(diàn)偶的種類及結構(gou)形成 

  （1）熱電偶的種(zhong)類 

  常用熱電偶可(kě)分爲标準熱電偶(ǒu)和非标準熱電偶(ǒu)兩大類。所調用标(biāo)準熱電偶是指國(guó)家标準規定了♈其(qí)熱電勢與溫度的(de)關系、允許誤差、并(bing)有統一的标準分(fèn)度表的熱電偶，它(ta)有與其配套的顯(xiǎn)示儀表可供選用(yòng)。非标準化熱電偶(ǒu)在使用範圍或數(shu)量級上😍均不及标(biao)準化熱電偶，一般(bān)也沒有統🔴一的分(fèn)度表，主要用于某(mou)些特殊場合的測(cè)量。标準化熱電偶(ou)

  我國從2025年12月14日起(qi)，熱電偶和熱電阻(zu)全部按IEC國際标準(zhun)生産，并指定S、B、E、K、R、J、T（即分(fèn)度号）七種标準化(hua)熱電偶爲我國統(tǒng)一設計型♋熱電偶(ou)。

  (2)熱電偶的結構形(xing)式爲了保證熱電(diàn)偶可靠、穩定地工(gōng)💘作🚶，對它的結構要(yao)求如下： 

  ①組成熱電(diàn)偶的兩個熱電極(jí)的焊接必須牢固(gù)； 

  ②兩個熱電極彼此(cǐ)之間應很好地絕(jue)緣，以防短路； 

  ③補償(cháng)導線與熱電偶自(zi)由端的連接要方(fang)便可靠； 

  ④保護套管(guan)應能保證熱電極(ji)與有害介質充分(fen)隔離。

  3．熱電偶冷端(duan)的溫度補償

  由于(yu)熱電偶的材料一(yī)般都比較貴重（特(tè)别是采用貴金屬(shǔ)時），而測溫點到儀(yí)表的距離都很遠(yuǎn)，爲了節省熱電偶(ǒu)材料🌂，降低❓成本，通(tong)常采用補償導線(xian)把熱電偶的冷端(duān)（自由端）延伸到溫(wen)度比較🤩穩定的控(kong)制室内，連接到儀(yí)表端子上。必須⚽指(zhi)出，熱電偶補償導(dao)線的作用隻起延(yán)伸熱電☁️極，使熱電(diàn)偶的冷端移動到(dào)控制室的💚儀表端(duān)子上，它本⛷️身并不(bú)能消除冷端溫度(dù)變化對測溫的影(yǐng)響，不起補償作用(yong)。因此，還需采用其(qí)他修正方法來補(bu)償冷端溫度t0≠0℃時對(dui)測溫的影響。 

  在使(shǐ)用熱電偶補償導(dǎo)線時必須注意型(xíng)号相配，極性不能(neng)接錯，補償導線與(yu)熱電偶連接端的(de)溫度不能超過100℃。 

  例(lì)如：S型熱電偶）鉑铑(lao)10-鉑熱電偶 

  鉑铑10-鉑(bo)熱電偶（S型熱電偶(ou)）爲貴金屬熱電偶(ǒu)。偶絲直徑✨規定爲(wei)0.5mm，允許偏差-0.02mm，其正極(ji)（SP）的名義化學成分(fen)爲鉑铑合金，其中(zhong)含‼️铑爲📞10%，含鉑爲90%，負(fu)極（SN）爲純鉑，故俗稱(cheng)單鉑铑熱電偶。該(gai)熱電偶長期最✌️高(gāo)使用溫度爲1300℃，短期(qi)最高使用溫度爲(wei)1600℃。

   S型熱電偶在熱電(dian)偶系列中具有準(zhǔn)确度最高，穩定❌性(xing)最好，測溫溫區寬(kuan)，使用壽命長等優(yōu)點。它的物理，化學(xué)性能良好，熱電㊙️勢(shi)穩定性及在高溫(wen)下抗氧化性能好(hao)，适用于氧化性和(he)惰性氣氛中。由于(yú)S型熱電偶具有優(you)良的綜合性能，符(fu)合國際使用溫标(biāo)的S型熱電偶，長期(qi)以來曾作爲國際(ji)溫标的内插儀器(qi)，“ITS-90”雖規定今後不再(zai)作爲國際溫标的(de)内查儀器，但國際(jì)溫度咨詢委員會(huì)（CCT）認爲S型熱電偶仍(reng)可用于近似實現(xiàn)國際溫标。 

  S型熱電(dian)偶不足之處是熱(rè)電勢，熱電勢率較(jiào)小，靈敏讀低，高溫(wēn)🌈下機械強度下降(jiang)，對污染非常敏感(gan)，貴金屬材料昂貴(guì)，因而一次性投資(zī)較大。