測溫元件熱電偶的小秘密

來源：鑫國集團有限公司 2013年09月16日 16:49

熱電偶是工業上zui常用的溫度檢測元件之一。其優點是：測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量，某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），zui高可達+2800℃（如鎢-錸）。構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。

熱電偶實際上是一種能量轉換器，它將熱能轉換為電能，用所產生的熱電勢測量溫度。熱電偶必須由兩種不同的均質導體或半導體構成。若熱電極材料不均勻，由于溫度梯存在，將會產生附加熱電勢。

熱電偶材料受溫度作用后能產生較高的熱電勢, 熱電勢和溫度之間的關系呈線性或近似線性的單值函數關系；能測量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國內應用, 經長期使用后, 物理、化學性能及熱電特性保持穩定；要求材料的電阻溫度系數要小, 電阻率高, 導電性能好, 熱容量要小；復現性要好, 便于大批生產和互換, 便于制定統一的分度表；機械性能好, 材質均勻；

熱電偶測量管道中的氣體溫度時，如果管壁溫度明顯地較高或較低，則熱電偶將對之輻射或吸收熱量，從而顯著改變被測溫度。這時，可以用一輻射屏蔽罩來使其溫度接近氣體溫度，采用所謂的屏罩式熱電偶。

標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。

熱電偶安裝時應放置在盡可能靠近所要測的溫度控制點。為防止熱量沿熱電偶傳走或防止保護管影響被測溫度，熱電偶應浸入所測流體之中，深度至少為直徑的10倍。當測量固體溫度時，熱電偶應當頂著該材料或與該材料緊密接觸。為了使導熱誤差減至zui小，應減小接點附近的溫度梯度。

由于熱電偶探頭的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶/探頭的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩定的控制室內，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶/探頭補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶/探頭的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。

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