熱電偶(ou)的工作(zuò)原理

熱電(diàn)偶是工(gong)業上最(zui)常用的(de)溫度檢(jian)測元件(jiàn)之一。其(qí)👣優🈲點是(shì)： 

  ①測量精(jing)度高。因(yin)熱電偶(ou)直接與(yǔ)被測對(duì)象接觸(chù)，不受中(zhong)間介質(zhi)的影響(xiǎng)。 

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

  ③構造簡(jian)單，使用(yòng)方便。熱(re)電偶通(tong)常是由(yóu)兩種不(bú)同的金(jīn)屬絲組(zu)🔞成，而且(qiě)不受大(dà)小和開(kai)頭的限(xiàn)制，外有(you)保護套(tào)管，用🐪起(qi)來非常(chang)方便。

  1．熱(rè)電偶測(cè)溫基本(běn)原理 

  将(jiāng)兩種不(bú)同材料(liao)的導體(ti)或半導(dao)體A和B焊(hàn)接起來(lái)，構成一(yī)個閉合(he)回路。當(dāng)導體A和(hé)B的兩個(gè)執着點(diǎn)1和2之間(jiān)存在溫(wen)差時，兩(liǎng)者之⚽間(jiān)便⛷️産生(shēng)電動勢(shì),因而在(zai)回路中(zhong)形成一(yi)個大小(xiao)的電流(liu),這種現(xiàn)象稱爲(wei)熱電效(xiào)應☎️。熱電(dian)偶就是(shi)利用這(zhe)一效應(yīng)來工作(zuo)的。

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

  （1）熱電偶(ǒu)的種類(lei) 

  常用熱(re)電偶可(ke)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(biāo)準熱電(dian)偶是指(zhǐ)國家标(biāo)準規定(ding)了其熱(re)電勢與(yǔ)溫度的(de)關系、允(yǔn)許誤差(cha)、并有統(tǒng)一的标(biao)準分度(dù)表的熱(re)電偶，它(ta)有與其(qí)配套的(de)顯示儀(yí)表可供(gòng)選用。非(fēi)标準化(huà)熱電偶(ǒu)在使用(yòng)範圍或(huò)數量級(ji)上均不(bú)及标準(zhǔn)⭕化熱電(diàn)偶，一般(ban)也沒有(yǒu)統一的(de)分度表(biao)，主要用(yòng)于某些(xiē)特殊場(chǎng)合的測(ce)量。标準(zhun)化熱電(diàn)偶

  我國(guó)從2025年12月(yuè)11日起，熱(rè)電偶和(hé)熱電阻(zu)全部按(àn)IEC國際标(biao)準生産(chan)，并指定(dìng)S、B、E、K、R、J、T（即分度(du)号）七種(zhǒng)标準化(hua)熱電偶(ǒu)爲我國(guó)統一設(she)🈲計型熱(re)電偶。

  (2)熱(re)電偶的(de)結構形(xing)式爲了(le)保證熱(re)電偶可(kě)靠、穩定(dìng)地工作(zuo)，對它🈲的(de)🈲結構要(yao)求如下(xià)： 

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

  ②兩個熱(rè)電極彼(bi)此之間(jian)應很好(hǎo)地絕緣(yuán)，以防短(duǎn)路； 

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

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

  3．熱電(dian)偶冷端(duān)的溫度(du)補償

  由(you)于熱電(dian)偶的材(cai)料一般(bān)都比較(jiào)貴重（特(tè)别是采(cai)用貴🚶金(jīn)屬時），而(er)測溫點(diǎn)到儀表(biǎo)的距離(lí)都很遠(yuan)，爲了節(jiē)省熱電(dian)偶材料(liào)，降低成(chéng)本，通常(chang)采用補(bǔ)償導線(xiàn)把熱🔞電(diàn)偶的冷(leng)端（自由(you)端）延伸(shen)到溫度(dù)比較穩(wěn)定的控(kòng)制室内(nei)，連接到(dào)儀表端(duān)子上。必(bì)須❌指出(chū)，熱電偶(ǒu)補償導(dao)😍線的作(zuò)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(biǎo)端子上(shàng)，它本身(shēn)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(chang)作用。因(yin)此，還需(xū)☔采用其(qi)他修正(zhèng)方法⛹🏻‍♀️來(lai)補償冷(leng)端溫度(dù)🔅t0≠0℃時對測(ce)溫的影(ying)響。 

  在使(shǐ)用熱電(diàn)偶補償(cháng)導線時(shi)必須注(zhù)意型号(hao)相配，極(ji)性不能(néng)接錯，補(bǔ)償導線(xiàn)與熱電(diàn)偶連接(jiē)端的溫(wen)度不能(neng)超過100℃。 

  例(lì)如：S型熱(re)電偶）鉑(bo)铑10-鉑熱(rè)電偶 

  鉑(bó)铑10-鉑熱(rè)電偶（S型(xíng)熱電偶(ǒu)）爲貴金(jin)屬熱電(dian)偶。偶絲(sī)直徑規(gui)❗定爲0.5mm，允(yun)許偏差(cha)-0.02mm，其正極(ji)（SP）的名義(yi)化學成(cheng)分爲鉑(bó)铑合♋金(jīn)，其中含(hán)铑爲10%，含(han)鉑爲90%，負(fu)極（SN）爲純(chun)鉑，故俗(sú)稱單鉑(bo)铑熱🏒電(diàn)偶。該熱(re)電偶長(zhang)期最高(gāo)使用溫(wēn)度爲1300℃，短(duan)期👌最高(gao)使用溫(wēn)度爲1600℃。

   S型(xing)熱電偶(ou)在熱電(dian)偶系列(liè)中具有(you)準确度(du)最高，穩(wěn)定🧑🏽‍🤝‍🧑🏻性最(zuì)💯好🌈，測溫(wen)溫區寬(kuān)，使用壽(shou)命長等(děng)優點。它(ta)的物理(lǐ)💜，化學性(xìng)能良好(hao)，熱電勢(shì)穩定性(xing)及在高(gao)溫下抗(kàng)氧化性(xìng)能好，适(shi)用于氧(yang)化性和(hé)惰性氣(qi)氛中。由(you)于S型熱(rè)電偶具(jù)有優良(liang)的綜合(he)性能，符(fú)合國際(jì)使用❄️溫(wen)标的S型(xíng)熱電偶(ǒu)，長期以(yi)來曾作(zuò)爲國際(jì)溫标的(de)内插儀(yi)器，“ITS-90”雖規(gui)定今後(hou)不❓再作(zuò)爲國際(jì)溫标的(de)内查儀(yí)器，但國(guo)際⛹🏻‍♀️溫度(dù)咨詢委(wěi)員會（CCT）認(rèn)爲S型熱(rè)電偶仍(réng)可用于(yu)近似實(shí)現國際(jì)溫标。 

  S型(xing)熱電偶(ǒu)不足之(zhī)處是熱(re)電勢，熱(re)電勢率(lü)較小，靈(ling)敏讀低(di)，高溫下(xià)🐇機械強(qiáng)度下降(jiàng)，對污染(rǎn)非常敏(mǐn)感，貴金(jin)屬材料(liao)昂⛷️貴，因(yin)而一次(cì)性投資(zi)較大。