热电偶 _生活百科

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热电偶【热电偶】热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
基本介绍中文名：热电偶
外文名：thermocouple
所属：温度测量仪表中常用的测温元件
常见种类：标準热电偶和非标準热电偶
简介在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中，热电偶的套用极为广泛，它具有结构简单、製造方便、测量範围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外，由于热电偶是一种有源感测器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。工作原理当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个迴路，其两端相互连线时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为T0，称为自由端（也称参考端）或冷端，迴路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的迴路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势” 。热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。热电偶迴路中热电动势的大小，只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关，而与热电偶的形状尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后，热电动势便是两接点温度t和t0 。的函式差。即

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公式这一关係式在实际测温中得到了广泛套用。因为冷端t0恆定，热电偶产生的热电动势只随热端(测量端)温度的变化而变化，即一定的热电动势对应着一定的温度。我们只要用测量热电动势的方法就可达到测温的目的。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合迴路，当两端存在温度梯度时，迴路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恆定的温度下。根据热电动势与温度的函式关係，製成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

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热电偶（图1）

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热电偶在热电偶迴路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入迴路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连线的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关係。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的準确性。在冷端採取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。与测量仪表连线用专用补偿导线。热电偶冷端补偿计算方法：从毫伏到温度：测量冷端温度，换算为对应毫伏值，与热电偶的毫伏值相加，换算出温度；从温度到毫伏：测量出实际温度与冷端温度，分别换算为毫伏值，相减后得出毫伏值，即得温度。测温条件是一种感温元件，是一种一次仪表，热电偶直接丈量温度。由2种不同成分材质的导体组成的闭合迴路，由于材质不同，不同的电子密度产生电子扩散，稳定均衡后就产生了电势。当两端存在梯度温度时，迴路中就会有电流产生，产生热电动势，温度差越大，电流就会越大。测得热电动势之后即可晓得温度值。热电偶实际上是一种能量转换器，可将热能转换成电能。