熱電偶/探頭的相關知識

來源：上海雙旭電子有限公司 2009年06月29日 15:18

一，熱電偶/探頭是工業上zui常用的溫度檢測元件之一。其優點是：
①測量精度高。因熱電偶/探頭直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶/探頭從-50~+1600℃均可邊續測量，某些特殊熱電偶/探頭zui低可測到-269℃熱電偶/探頭熱電偶/探頭（如金鐵鎳鉻），zui高可達+2800℃（如鎢-錸）。
③構造簡單，使用方便。熱電偶/探頭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。

二，什么是熱電偶
熱電偶是一種感溫元件, 屬于溫度測量中的接觸式測溫。它能將溫度信號轉換成熱電勢信號, 通過電氣測量儀表的配合, 就能測量出被測的溫度。

三，熱電偶/探頭測溫基本原理
       將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。就是所謂的塞貝克效應。熱電偶/探頭就是利用這一效應來工作的。
      導體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端（T 〉叫工作端（通常焊接在一起）；溫度較低的一端（To 〉叫自由端（通常處于某個恒定的溫度下〉。
      根據熱電勢與溫度函數關系。可制成熱電偶分度表。分度表是在自由端溫度 To=00C 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。
       在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時, 只要該材料兩個接點的溫度相同, 熱電偶所產生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此, 在熱電偶測溫時, 可接入測量儀表, 測得熱電勢后, 即可知道被測介質的溫度。
從理論上講, 任何兩種導體都可以配制成熱電偶, 但實際上并不是所有材料都能制作熱電偶, 故對熱電極材料必須滿足以下幾點：
（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）復現性要好, 便于大批生產和互換, 便于制定統一的分度表；
（5）機械性能好, 材質均勻；
（6）資源豐富, 價格便宜。

四．熱電偶/探頭的種類及結構形成
（1）熱電偶/探頭的種類
常用熱電偶/探頭可分為：

1，標準熱電偶/探頭

2，非標準熱電偶/探頭兩大類。

所謂用標準熱電偶/探頭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/探頭，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶/探頭在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶/探頭，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。
標準化熱電偶/探頭我國從1988年1月1日起，熱電偶/探頭和熱電阻全部按IEC標準生產，并S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶/探頭為我國統一設計型熱電偶/探頭。

（2）熱電偶/探頭的結構形式為了保證熱電偶/探頭可靠、穩定地工作，對它的結構要求如下：
① 組成熱電偶/探頭的兩個熱電極的焊接必須牢固；
② 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路；
③ 補償導線與熱電偶/探頭自由端的連接要方便可靠；
④ 保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。

（3）．冷端的溫度補償
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。
在使用熱電偶/探頭補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶/探頭連接端的溫度不能超過100℃

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