熱電(dian)偶的工作(zuo)原理

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

  ①測量精(jing)度高。因熱(rè)電偶直接(jie)與被測對(dui)象接觸，不(bú)受中間介(jie)質的影響(xiang)。 

  ②測量範圍(wei)廣。常用的(de)熱電偶從(cóng)-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些(xiē)特殊熱電(dian)偶最低可(kě)測到-269℃（如金(jīn)鐵鎳鉻），最(zui)高可達+2800℃（如(ru)💁鎢-铼）。

  ③構造(zao)簡單，使用(yong)方便。熱電(diàn)偶通常是(shi)由兩種不(bu)同的金屬(shǔ)🌐絲組成，而(ér)且不受大(dà)小和開頭(tóu)的限制，外(wài)有保護套(tao)管，用💔起來(lái)🔞非常方便(biàn)。

  1．熱電偶測(ce)溫基本原(yuan)理 

  将兩種(zhǒng)不同材料(liao)的導體或(huò)半導體A和(he)B焊接起來(lái)，構成一個(gè)閉合回路(lu)。當導體A和(he)B的兩個執(zhi)着點1和2之(zhi)間存在溫(wen)差時，兩者(zhe)之間便✂️産(chan)生電動勢(shì),因而在回(hui)路中形成(cheng)一個大小(xiao)的電流,這(zhè)種現象稱(chēng)爲熱電效(xiao)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(jié)構形成 

  （1）熱(rè)電偶的種(zhǒng)類 

  常用熱(rè)電偶可分(fen)爲标準熱(rè)電偶和非(fēi)标準熱電(diàn)偶兩大類(lei)🚶‍♀️。所調用标(biāo)準熱電偶(ǒu)是指國家(jiā)标準規定(dìng)了其熱♊電(diàn)勢與溫度(dù)的關系💋、允(yun)許誤差、并(bìng)有統一的(de)标📧準分度(dù)表的熱電(dian)偶，它有與(yu)其配套的(de)顯示儀表(biao)可供選用(yòng)。非♻️标準化(huà)熱電偶在(zài)使用範圍(wei)或數量級(jí)上🧑🏽‍🤝‍🧑🏻均不及(ji)标準化熱(rè)電偶，一‼️般(ban)也沒有統(tong)一的分度(dù)表🚶‍♀️，主要用(yong)于某些特(te)殊場合的(de)測量。标準(zhun)化熱電偶(ǒu)

  我國從2025年(nian)12月11日起，熱(re)電偶和熱(re)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(fèn)度号）七種(zhǒng)标準化熱(re)電偶爲我(wǒ)國統一設(she)計型熱電(diàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼偶。

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

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

  ②兩個(gè)熱電極彼(bǐ)此之間應(ying)很好地絕(jué)緣，以防短(duan)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(kao)； 

  ④保護套管(guǎn)應能保證(zhèng)熱電極與(yu)有害介質(zhi)充分隔離(lí)。

  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(bān)都比較貴(gui)重（特别是(shi)采用貴金(jīn)屬時），而測(cè)溫點到儀(yi)表的距離(lí)都很遠，爲(wei)了節省熱(re)電偶材料(liào)，降低成本(běn)，通常采用(yòng)補償導線(xian)把熱電偶(ou)的⚽冷端（自(zì)由端）延💯伸(shēn)到溫度比(bǐ)較穩定的(de)控制🔅室内(nèi)，連接到儀(yi)表端子上(shang)。必須指出(chu)，熱電偶補(bu)償導🙇🏻線的(de)作用隻起(qǐ)延伸熱電(diàn)極，使熱電(diàn)偶的冷端(duān)移動到控(kong)制室的儀(yi)表端子上(shang)，它本身并(bìng)不能消除(chu)冷端溫度(du)變化對測(ce)溫的影響(xiang)，不起補償(chang)作用。因此(ci)，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(bì)須注意型(xing)号相配，極(jí)性不能接(jie)♻️錯，補償導(dao)線與熱電(dian)偶連接端(duan)的溫度不(bú)能超過100℃。 

  例(lì)如：S型熱電(diàn)偶）鉑铑10-鉑(bo)熱電偶 

  鉑(bó)铑10-鉑熱電(dian)偶（S型熱電(dian)偶）爲貴金(jin)屬熱電偶(ǒu)。偶絲直徑(jìng)規定🧑🏽‍🤝‍🧑🏻爲🔱0.5mm，允(yun)許偏差-0.02mm，其(qí)正極（SP）的名(míng)義化學成(chéng)分爲鉑铑(lao)合金，其🐪中(zhong)含铑爲10%，含(han)鉑爲90%，負極(ji)（SN）爲純鉑，故(gu)俗稱單鉑(bó)铑熱電偶(ou)。該熱電偶(ou)長期最高(gāo)使用🐆溫度(du)爲1300℃，短期最(zuì)高使用溫(wēn)度爲1600℃。

   S型熱(re)電偶在熱(rè)電偶系列(lie)中具有準(zhun)确度最高(gāo)，穩定性🏃‍♂️最(zuì)好，測溫溫(wēn)區寬，使用(yòng)壽命長等(děng)優點。它的(de)物理，化學(xue)🧡性能良好(hao)🧡，熱電勢穩(wěn)🏃🏻定性及在(zài)高溫下抗(kang)氧化性能(néng)好🌂，适用于(yú)氧化性✏️和(he)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(néng)，符合國際(jì)使用溫标(biāo)的S型⭕熱電(dian)偶，長期🐉以(yi)來曾作爲(wei)國際溫标(biāo)的内插儀(yí)器，“ITS-90”雖📧規定(dìng)今後不再(zài)作爲國際(jì)溫标的内(nei)查儀器，但(dàn)國際溫度(du)咨詢委員(yuan)會🈲（CCT）認爲S型(xing)熱電偶仍(reng)💜可用于近(jin)似實現國(guo)際溫标。 

  S型(xing)熱電偶不(bú)足之處是(shì)熱電勢，熱(re)電勢率較(jiao)小，靈敏讀(du)🍓低，高溫🐅下(xià)機械強度(dù)下降，對污(wū)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。