熱電(dian)偶的工作原(yuán)理

熱(re)電偶是工業(yè)上最常用的(de)溫度檢測元(yuán)件之一。其優(you)點🌐是： 

  ①測量精(jīng)度高。因熱電(diàn)偶直接與被(bei)測對象接觸(chu)，不受中間🧑🏽‍🤝‍🧑🏻介(jiè)質的影響。 

  ②測(ce)量範圍廣。常(chang)用的熱電偶(ǒu)從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些👈特(tè)殊♌熱電偶最(zui)低可測到-269℃（如(ru)金鐵鎳鉻），最(zui)高可達+2800℃（如鎢(wū)-铼）。

  ③構造簡單(dān)，使用方便。熱(re)電偶通常是(shì)由兩種不同(tong)的金屬✏️絲✂️組(zu)成，而且不受(shòu)大小和開頭(tóu)的限制，外有(you)保護套管，用(yòng)起來非常方(fang)便。

  1．熱電偶測(cè)溫基本原理(lǐ) 

  将兩種不同(tóng)材料的導體(ti)或半導體A和(hé)B焊接起來，構(gòu)成💔一個閉合(hé)回路。當導體(ti)A和B的兩個執(zhi)着點1和2之間(jian)存在溫差㊙️時(shí)，兩者之間便(biàn)産生電動勢(shì),因而在回路(lù)中形成一個(ge)大👉小的電流(liu),這種現象稱(cheng)爲熱電效應(yīng)。熱電偶就是(shì)利用這一效(xiào)應來工作的(de)。

  2．熱電偶的種(zhong)類及結構形(xíng)成 

  （1）熱電偶的(de)種類 

  常用熱(rè)電偶可分爲(wei)标準熱電偶(ou)和非标準熱(rè)電偶兩大類(lei)。所調用标準(zhun)熱電偶是指(zhi)國家标準規(guī)定了🌈其熱電(diàn)勢與溫度的(de)關系、允許誤(wù)差、并有統一(yi)的标準分度(du)表的熱電偶(ǒu)，它有與其配(pei)套的顯示儀(yí)表可供選用(yong)。非标準化熱(rè)電偶在使用(yòng)範圍或數量(liàng)級上均不及(jí)标準化熱電(dian)偶，一般也沒(mei)有統一的分(fen)度表🐇，主要用(yong)于某些特殊(shū)場合的測量(liàng)。标準化熱電(diàn)偶

  我國從2026年(nián)1月4日起，熱電(dian)偶和熱電阻(zu)全部按IEC國際(ji)标🏃準生産，并(bing)指♍定S、B、E、K、R、J、T（即分度(du)号）七種标準(zhun)化熱電偶爲(wèi)我🌈國統一設(shè)計型熱電偶(ǒu)。

  (2)熱電偶的結(jié)構形式爲了(le)保證熱電偶(ou)可靠、穩定地(di)工作，對它的(de)結構要求如(ru)下： 

  ①組成熱電(dian)偶的兩個熱(rè)電極的焊接(jie)必須牢固； 

  ②兩(liang)個熱電極彼(bǐ)此之間應很(hen)好地絕緣，以(yǐ)防短路； 

  ③補償(cháng)導線與熱電(dian)偶自由端的(de)連接要方便(biàn)可靠； 

  ④保護套(tao)管應能保證(zhèng)熱電極與有(yǒu)害介質充分(fen)隔離。

  3．熱電偶(ǒu)冷端的溫度(dù)補償

  由于熱(rè)電偶的材料(liao)一般都比較(jiào)貴重（特别是(shi)采用貴💞金屬(shǔ)時），而測溫點(dian)到儀表的距(jù)離都很遠，爲(wèi)了節省熱電(diàn)偶材料🍓，降低(di)成本，通常采(cǎi)用補償導線(xian)把熱電偶的(de)📐冷端（自由端(duān)）延伸到溫🤩度(dù)比較穩定的(de)控制室内，連(lián)接到儀表端(duān)子上。必須指(zhi)出，熱電偶補(bu)償導線的作(zuò)用隻🍓起延伸(shen)熱電極，使熱(rè)電偶🔅的冷端(duan)移動🍉到控制(zhi)室的儀表端(duan)子上，它本身(shēn)并不能消除(chu)冷端溫度變(bian)化對測溫🐕的(de)影響，不起補(bu)償作用。因此(cǐ)，還需采用其(qí)他修正方法(fǎ)來補償冷端(duān)溫度t0≠0℃時對測(cè)溫的👄影響。 

  在(zài)使用熱電偶(ou)補償導線時(shí)必須注意型(xíng)号相配，極性(xing)不能接錯，補(bu)償導線與熱(re)電偶連接端(duan)的溫度不能(néng)超過100℃。 

  例如：S型(xíng)熱電偶）鉑铑(lao)10-鉑熱電偶 

  鉑(bó)铑10-鉑熱電偶(ǒu)（S型熱電偶）爲(wèi)貴金屬熱電(diàn)偶。偶絲直徑(jing)規定爲0.5mm，允許(xu)偏差-0.02mm，其正極(ji)（SP）的名義化學(xué)成分爲鉑铑(lao)合金，其中含(han)铑爲10%，含鉑爲(wèi)90%，負極（SN）爲純鉑(bó)，故俗稱單鉑(bo)铑熱電偶。該(gai)熱電偶長期(qī)最高使用溫(wēn)度爲1300℃，短期最(zui)高使用溫度(du)爲1600℃。

   S型熱電偶(ǒu)在熱電偶系(xì)列中具有準(zhǔn)确度最高，穩(wěn)定性最好，測(ce)㊙️溫溫區寬，使(shi)用壽命長等(deng)優點。它的物(wù)理，化學性能(néng)良好，熱電勢(shi)穩😄定性及在(zài)高溫下抗氧(yǎng)化性能好，适(shì)用于氧化性(xing)✍️和惰性氣氛(fen)中。由于S型熱(rè)電偶具有優(yōu)良的綜合性(xing)能，符合✨國際(jì)使用💯溫标的(de)S型熱電偶，長(zhang)期以來曾作(zuò)爲國際溫标(biao)的内插儀器(qi)，“ITS-90”雖規定今後(hou)不再✏️作爲國(guo)際溫标的内(nei)查儀器，但國(guó)際溫度咨詢(xun)委員會（CCT）認爲(wèi)S型熱電偶仍(reng)可用于近似(sì)實現國際溫(wen)标。 

  S型熱電偶(ou)不足之處是(shi)熱電勢，熱電(diàn)勢率較小，靈(ling)敏讀低，高溫(wēn)下機械強度(du)下降，對污染(ran)非常敏感，貴(guì)金屬材🏃‍♀️料昂(ang)貴，因而一次(cì)性投資較大(da)。