熱電偶(ǒu)的工作(zuo)原理

熱電(diàn)偶是工(gong)業上最(zuì)常用的(de)溫度檢(jiǎn)測元件(jiàn)之一。其(qi)優點是(shi)： 

  ①測量精(jing)度高。因(yīn)熱電偶(ǒu)直接與(yǔ)被測對(duì)象接觸(chu)，不受中(zhong)間🌈介質(zhi)的影響(xiang)。 

  ②測量範(fan)圍廣。常(cháng)用的熱(rè)電偶從(cóng)-50~+1600℃均可邊(bian)續測量(liang)，某些特(te)殊熱電(dian)偶最低(di)可測到(dào)-269℃（如金鐵(tie)鎳鉻），最(zuì)高可達(dá)+2800℃（如鎢-铼(lái)）。

  ③構造簡(jiǎn)單，使用(yòng)方便。熱(rè)電偶通(tōng)常是由(you)兩種不(bu)同的金(jin)屬📧絲組(zǔ)成🌈，而且(qie)不受大(dà)小和開(kāi)頭的限(xiàn)制，外有(yǒu)保護套(tào)管，用起(qi)來非常(cháng)方便。

  1．熱(rè)電偶測(ce)溫基本(ben)原理 

  将(jiāng)兩種不(bú)同材料(liao)的導體(ti)或半導(dǎo)體A和B焊(hàn)接起來(lai)，構成☎️一(yī)個閉合(he)回路。當(dāng)導體A和(hé)B的兩個(ge)執着點(dian)1和2之間(jian)存在溫(wen)差時，兩(liang)者之間(jiān)便産生(shēng)電動勢(shì),因而在(zài)回路🌍中(zhōng)形成一(yī)個大小(xiǎo)的電流(liu),這種現(xiàn)象稱爲(wèi)熱電效(xiào)應。熱電(dian)偶就是(shì)利用這(zhè)一效應(ying)來工作(zuo)的。

  2．熱電(diàn)偶的種(zhǒng)類及結(jié)構形成(cheng) 

  （1）熱電偶(ou)的種類(lèi) 

  常用熱(re)電偶可(kě)分爲标(biāo)準熱電(dian)偶和非(fēi)标準熱(re)電偶兩(liǎng)大類🔞。所(suǒ)調用标(biao)準熱電(dian)偶是指(zhi)國家标(biao)準規定(dìng)了其熱(re)💛電勢與(yǔ)溫度的(de)關系、允(yun)許誤差(chà)、并有統(tǒng)一的标(biao)準分度(du)表的熱(rè)電偶，它(tā)有與其(qí)配套的(de)顯示儀(yi)表可供(gòng)選用。非(fei)‼️标準化(huà)熱電偶(ou)在使用(yòng)範圍或(huo)數量級(jí)上均不(bú)及标準(zhun)化熱電(dian)偶，一📱般(bān)也沒有(you)統一的(de)分度表(biao)，主要用(yong)于某👅些(xie)特殊場(chang)合的測(cè)量。标準(zhǔn)化熱電(dian)偶

  我國(guó)從2025年12月(yuè)9日起，熱(re)電偶和(hé)熱電阻(zu)全部按(an)IEC國際标(biāo)準生産(chan)，并指定(dìng)S、B、E、K、R、J、T（即分度(du)号）七種(zhong)标準化(huà)熱電偶(ou)爲我國(guo)統🍓一設(she)計型熱(rè)電偶。

  (2)熱(re)電偶的(de)結構形(xing)式爲了(le)保證熱(re)電偶可(ke)靠、穩定(ding)地工作(zuo)，對它的(de)👣結構要(yao)求如下(xià)： 

  ①組成熱(rè)電偶的(de)兩個熱(rè)電極的(de)焊接必(bì)須牢固(gù)； 

  ②兩個熱(re)電極彼(bi)此之間(jiān)應很好(hao)地絕緣(yuán)，以防短(duan)路； 

  ③補償(cháng)導線與(yu)熱電偶(ou)自由端(duān)的連接(jiē)要方便(bian)可靠； 

  ④保(bǎo)護套管(guan)應能保(bao)證熱電(diàn)極與有(yǒu)害介質(zhì)充分隔(ge)離。

  3．熱電(diàn)偶冷端(duan)的溫度(dù)補償

  由(yóu)于熱電(diàn)偶的材(cái)料一般(bān)都比較(jiào)貴重（特(te)别是采(cai)用貴🚩金(jin)屬時🌈），而(er)🙇🏻測溫點(diǎn)到儀表(biǎo)的距離(lí)都很遠(yuǎn)，爲了節(jie)省熱電(dian)偶材料(liào)，降低成(chéng)本，通常(chang)采用補(bu)償導線(xian)把熱電(dian)偶的冷(lěng)端（自由(yóu)端）延🍉伸(shēn)到溫度(du)比較🚶‍♀️穩(wen)定的控(kòng)制室内(nèi)，連接🏃🏻‍♂️到(dao)儀表端(duan)子上。必(bi)須指出(chu)，熱電💯偶(ǒu)補償導(dǎo)線的作(zuo)用隻起(qi)延伸熱(re)電極，使(shǐ)熱電偶(ǒu)👨‍❤️‍👨的冷端(duān)移動😄到(dao)控制室(shi)的💚儀表(biao)端子上(shang)，它本身(shen)并不能(néng)消除冷(leng)端溫度(du)變化對(dui)測溫的(de)影響，不(bu)起補償(cháng)作用。因(yīn)此，還需(xu)采用其(qí)他修正(zheng)方法🌂來(lái)補償冷(leng)端溫度(dù)t0≠0℃時對測(cè)溫的影(ying)響。 

  在使(shǐ)用熱電(diàn)偶補償(chang)導線時(shí)必須注(zhu)意型号(hao)相配，極(jí)性不能(néng)接錯，補(bu)償導線(xiàn)與熱電(diàn)偶連接(jiē)端的溫(wēn)度不能(néng)超過100℃。 

  例(lì)如：S型熱(re)電偶）鉑(bo)铑10-鉑熱(re)電偶 

  鉑(bó)铑10-鉑熱(rè)電偶（S型(xíng)熱電偶(ou)）爲貴金(jīn)屬熱電(diàn)偶。偶絲(si)直徑規(guī)🔞定爲0.5mm，允(yun)許偏差(cha)-0.02mm，其正極(jí)（SP）的名義(yì)化學成(cheng)分爲鉑(bo)♋铑合金(jin)，其中含(hán)✍️铑爲10%，含(hán)鉑爲90%，負(fù)極（SN）爲純(chún)鉑，故俗(su)稱單鉑(bó)铑熱電(diàn)偶。該熱(rè)電偶長(zhǎng)期最高(gāo)使用🌍溫(wēn)度爲1300℃，短(duǎn)期🔆最高(gao)使用溫(wen)度爲1600℃。

   S型(xing)熱電偶(ǒu)在熱電(diàn)偶系列(liè)中具有(yǒu)準确度(dù)最高，穩(wěn)定性最(zui)好👉，測溫(wēn)溫區寬(kuan)，使用壽(shòu)命長等(děng)優點。它(tā)的物理(li)💃🏻，化學性(xìng)能良好(hao)🤞，熱電勢(shì)穩定性(xìng)及在高(gao)溫下抗(kàng)氧化性(xing)能好，适(shì)用于氧(yang)化性和(he)惰性氣(qì)氛中。由(yóu)于S型熱(rè)電偶具(jù)有優💛良(liáng)的綜合(he)性能，符(fú)合國際(ji)使用溫(wēn)标的S型(xíng)熱電偶(ǒu)，長期以(yi)來曾作(zuo)爲國際(ji)溫标的(de)内插儀(yi)器，“ITS-90”雖規(guī)定今後(hòu)不再作(zuò)爲國際(jì)溫标的(de)内查儀(yí)器，但國(guo)際溫度(du)咨詢委(wei)員會（CCT）認(ren)爲S型熱(re)電偶仍(réng)可用于(yu)近似實(shi)現國際(jì)溫标。 

  S型(xing)熱電偶(ou)不足之(zhī)處是熱(rè)電勢，熱(re)電勢率(lǜ)較小，靈(líng)敏讀低(di)🔴，高溫下(xia)機械強(qiáng)度下降(jiàng)，對污染(rǎn)非常敏(min)感，貴金(jīn)屬材☔料(liao)昂貴，因(yin)而一次(cì)性投資(zi)較大。