熱電(diàn)偶的工作(zuò)原理

熱電(dian)偶是工業(yè)上最常用(yong)的溫度檢(jiǎn)測元件之(zhi)一。其優點(dian)是： 

  ①測量精(jīng)度高。因熱(re)電偶直接(jiē)與被測對(duì)象接觸，不(bú)受中間介(jiè)質的影響(xiang)。 

  ②測量範圍(wéi)廣。常用的(de)熱電偶從(cóng)-50~+1600℃均可邊續(xu)測量，某些(xie)特殊熱💯電(dian)偶最低可(ke)測到-269℃（如金(jīn)鐵鎳鉻），最(zuì)高可達+2800℃（如(rú)鎢-铼）。

  ③構造(zào)簡單，使用(yòng)方便。熱電(dian)偶通常是(shì)由兩種不(bú)同的金屬(shǔ)絲組成，而(ér)且不受大(da)小和開頭(tóu)的限制，外(wài)有保護套(tao)管，用起來(lái)非常方便(bian)。

  1．熱電偶測(cè)溫基本原(yuán)理 

  将兩種(zhǒng)不同材料(liào)的導體或(huo)半導體A和(he)B焊接起來(lai)，構💞成一‼️個(gè)閉🚩合回路(lù)。當導體A和(he)B的兩個執(zhi)着點1和2之(zhi)間存在溫(wēn)差✔️時，兩者(zhe)之間便産(chǎn)生電動勢(shì),因而在回(huí)路中形成(chéng)一個大小(xiao)的電流,這(zhe)種現象稱(cheng)爲熱電效(xiào)應🌐。熱電偶(ǒu)就⛷️是利用(yòng)這一效應(ying)來工作的(de)。

  2．熱電偶的(de)種類及結(jie)構形成 

  （1）熱(re)電偶的種(zhǒng)類 

  常用熱(rè)電偶可分(fen)爲标準熱(re)電偶和非(fēi)标準熱電(diàn)偶兩大✉️類(lèi)。所🤞調用标(biāo)準熱電偶(ou)是指國家(jiā)标準規定(dìng)了其熱電(dian)勢與溫度(du)的關系、允(yǔn)許誤差、并(bìng)有統一的(de)标🔞準分度(dù)表的熱電(dian)偶，它有與(yǔ)其配套的(de)顯示儀表(biǎo)可供選用(yòng)。非标準化(huà)熱電偶在(zai)使🤟用範圍(wéi)或數量級(ji)上均不及(jí)标準化熱(re)電偶，一般(bān)也沒有統(tǒng)一的分度(du)表，主要用(yòng)于某些📐特(te)殊場合的(de)測量。标準(zhun)化熱電偶(ou)

  我國從2025年(nian)12月11日起，熱(rè)電偶和熱(rè)電阻全部(bù)按IEC國際标(biao)準✉️生産，并(bing)指定S、B、E、K、R、J、T（即分(fen)度号）七種(zhǒng)标準化熱(rè)電偶爲我(wo)國統一設(she)計型熱電(diàn)偶。

  (2)熱電偶(ou)的結構形(xíng)式爲了保(bao)證熱電偶(ou)可靠、穩定(ding)地工作，對(duì)它的結構(gòu)要求如下(xia)： 

  ①組成熱電(diàn)偶的兩個(gè)熱電極的(de)焊接必須(xu)牢固； 

  ②兩個(ge)熱電極彼(bi)此之間應(ying)很好地絕(jue)緣，以防短(duǎn)路； 

  ③補償導(dǎo)線與熱電(diàn)偶自由端(duān)的連接要(yao)方便可靠(kào)； 

  ④保護套管(guan)應能保證(zhèng)熱電極與(yǔ)有害介質(zhì)充分隔離(li)。

  3．熱電偶冷(leng)端的溫度(du)補償

  由于(yu)熱電偶的(de)材料一般(ban)都比較貴(guì)重（特别是(shì)采用貴金(jin)屬時🐆），而測(ce)溫點到儀(yi)表的距離(li)都很遠，爲(wei)了節省熱(rè)💃🏻電偶材料(liào)，降低成本(běn)🌈，通常采用(yong)補償導線(xian)把熱電偶(ou)的🌈冷端（自(zì)由端）延🏒伸(shēn)到溫度比(bi)較👈穩定的(de)控制室内(nèi)，連接到儀(yí)表端子上(shang)。必須指出(chū)，熱電偶補(bu)償導🐕線的(de)作用隻❌起(qi)延伸熱電(diàn)極，使熱電(diàn)偶的冷端(duan)移動到控(kòng)制室的儀(yi)🏃🏻表端子上(shàng)，它本身并(bing)不能消除(chu)冷端溫度(du)變化對測(cè)溫的影響(xiǎng)，不起補償(cháng)作用。因此(cǐ)，還需📱采用(yòng)其他修正(zhèng)方法♈來補(bu)償冷端溫(wen)度t0≠0℃時對測(cè)溫的影響(xiang)。 

  在使用熱(rè)電偶補償(chang)導線時必(bi)須注意型(xíng)号相配，極(jí)性不能接(jiē)錯，補償導(dǎo)線與熱電(diàn)偶連接端(duān)的溫度不(bu)能超過100℃。 

  例(lì)如：S型熱電(diàn)偶）鉑铑10-鉑(bó)熱電偶 

  鉑(bo)铑10-鉑熱電(diàn)偶（S型熱電(dian)偶）爲貴金(jīn)屬熱電偶(ou)。偶絲直徑(jing)規定💰爲💚0.5mm，允(yun)許偏差-0.02mm，其(qí)正極（SP）的名(míng)義化學成(cheng)分爲鉑💔铑(lao)合金，其中(zhong)含铑爲10%，含(han)鉑☎️爲90%，負極(jí)（SN）爲純鉑，故(gù)俗稱單鉑(bó)铑熱電偶(ou)。該熱電偶(ǒu)長期最高(gāo)使用溫度(dù)爲1300℃，短期最(zui)高使用溫(wen)度爲1600℃。

   S型熱(rè)電偶在熱(rè)電偶系列(lie)中具有準(zhǔn)确度最高(gao)，穩定性最(zuì)🔴好，測❓溫🚶‍♀️溫(wen)區寬，使用(yòng)壽命長等(deng)優點。它的(de)物理♉，化學(xué)性能☔良好(hao)，熱電勢穩(wen)定性及在(zài)高溫下抗(kang)氧化性能(néng)好，适用于(yu)氧化性和(hé)惰性✊氣氛(fen)中。由于S型(xíng)熱電‼️偶具(jù)有優🔅良的(de)綜合性能(neng)，符合國際(ji)使用溫标(biāo)的S型熱電(diàn)偶，長期以(yǐ)來曾作爲(wèi)國際溫标(biao)的🌂内插儀(yí)器，“ITS-90”雖規定(ding)今後不再(zài)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼作爲國際(jì)溫标🈲的内(nèi)查儀器，但(dan)國際溫度(dù)咨詢🔞委員(yuan)會（CCT）認爲S型(xíng)熱電偶仍(reng)🈲可用于近(jìn)似實現🏃‍♂️國(guo)際溫标。 

  S型(xing)熱電偶不(bu)足之處是(shì)熱電勢，熱(re)電勢率較(jiao)小，靈敏讀(dú)低，高溫下(xià)機械強度(du)下降，對污(wu)染非常敏(mǐn)感，貴金👅屬(shǔ)材料昂貴(guì)，因而一次(cì)性投資較(jiào)大。