热电偶的工作原理是什么?

热电偶的工作原理？~

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回路，当两端存在温度梯度时，回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恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；
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。在热电偶回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回路中的影响。
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接的端称为冷端）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系。
若测量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的准确性。在冷端采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。与测量仪表连接用专用补偿导线。
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，相减後得出毫伏值，即得温度。

扩展资料：

主要特点
1、装配简单，更换方便；
2、压簧式感温元件，抗震性能好；
3、测量精度高；
4、测量范围大（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～2800℃）；
5、热响应时间快；
6、机械强度高，耐压性能好；
7、耐高温可达2800度；
8、使用寿命长。

结构要求
1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；
2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；
3、补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；
4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
参考资料:百度百科-热电偶

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常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等，这些都是标准化热电偶。其中K型也即镍铬－镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价热偶。由于这种 合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。它可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。它不能用于还原性介质中，否则，很快腐 蚀，在此情况下只能用于500度以下的测量。它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精 度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。

概述：

作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。

热电偶工作原理：

两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动 势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）； 冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：

（1）热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；

（2）热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；

（3）当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

热电偶的基本构造：

工业测温用的热电偶，其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。

一、常用热电偶丝材及其性能

1、铂铑10－铂热电偶（分度号为S，也称为单铂铑热电偶）

该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂；它的特点是：

（1）热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃，超达1400℃时，即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶，使晶粒粗大而断裂；

（2）精度高，它是在所有热电偶中，准确度等级最高的，通常用作标准或测量较高的温度；

（3）使用范围较广，均匀性及互换性好；

（4）主要缺点有：微分热电势较小，因而灵敏度较低；价格较贵，机械强度低，不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。

2、铂铑13－铂热电偶（分度号为R，也称为单铂铑热电偶）

该热电偶的正极为含13%的铂铑合金，负极为纯铂，同S型相比，它的电势率大15%左右，其它性能几乎相同，该种热电偶在日本产业界，作为高温热电偶用得最多，而在中国，则用得较少；

3、铂铑30－铂铑6热电偶（分度号为B，也称为双铂铑热电偶）

该热电偶的正极是含铑30%的铂铑合金，负极为含铑6%的铂铑合金，在室温下，其热电势很小，故在测量时一般不用补偿导线，可忽略冷端温度变化的影响；长期使用温度为1600℃，短期为1800℃，因热电势较小，故需配用灵敏度较高的显示仪表。

B型热电偶适宜在氧化性或中性气氛中使用，也可以在真空气氛中的短期使用；即使在还原气氛下，其寿命也是R或S型的10～20倍；由于其电极均由铂 铑合金制成，故不存在铂铑－铂热电偶负极上所有的缺点、在高温时很少有大结晶化的趋势，且具有较大的机械强度；同时由于它对于杂质的吸收或铑的迁移的影响 较少，因此经过长期使用后其热电势变化并不严重、缺点价格昂贵（相对于单铂铑而言）。

4、镍铬－镍硅（镍铝）热电偶（分度号为K）

该热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金，负极为含硅3%的镍硅合金（有些国家的产品负极为纯镍）。可测量0～1300℃的介质温度，适宜在氧化性及 惰性气体中连续使用，短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃，其热电势与温度的关系近似线性，价格便宜，是目前用量最大的热电偶。

K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶，不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用；当氧分压较低时，镍铬极中的铬将择优氧化，使热电势发生很大变化，但金属气体对其影响较小，因此，多采用金属制保护管。

K型热电偶的缺点：

（1）热电势的高温稳定性较N型热电偶及贵重金属热电偶差，在较高温度下（例如超过1000℃）往往因氧化而损坏；

（2）在250～500℃范围内短期热循环稳定性不好，即在同一温度点，在升温降温过程中，其热电势示值不一样，其差值可达2～3℃；

（3）其负极在150～200℃范围内要发生磁性转变，致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表，尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰；

（4）长期处于高通量中系统辐照环境下，由于负极中的锰（Mn）、钴（Co）等元素发生蜕变，使其稳定性欠佳，致使热电势发生较大变化。

5、镍铬硅－镍硅热电偶（分度号为N）

该热电偶的主要特点是：在1300℃以下调温抗氧化能力强，长期稳定性及短期热循环复现性好，耐核辐射及耐低温性能好，另外，在400～1300℃ 范围内，N型热电偶的热电特性的线性比K型偶要好；但在低温范围内（-200～400℃）的非线性误差较大，同时，材料较硬难于加工。

6、铜－铜镍热电偶（分度号为T）

T型热电电偶,该热电偶的正极为纯铜，负极为铜镍合金（也称康铜），其主要特点是：在贱金属热电偶中，它的准确度最高、热电极的均匀性好；它的使用 温度是-200～350℃，因铜热电极易氧化，并且氧化膜易脱落，故在氧化性气氛中使用时，一般不能超过300℃，在-200～300℃范围内，它们灵敏 度比较高，铜－康铜热电偶还有一个特点是价格便宜，是常用几种定型产品中最便宜的一种。

7、铁－康铜热电偶（分度号为J）

J型热电偶,该热电偶的正极为纯铁，负极为康铜（铜镍合金），具特点是价格便宜,适用于真空氧化的还原或惰性气氛中，温度范围从 -200～800℃，但常用温度只是500℃以下，因为超过这个温度后，铁热电极的氧化速率加快，如采用粗线径的丝材，尚可在高温中使用且有较长的寿命； 该热电偶能耐氢气（H2）及一氧化碳（CO）气体腐蚀，但不能在高温（例如500℃）含硫（S）的气氛中使用。

8、镍铬－铜镍（康铜）热电偶（分度号为E）

E型热电偶是一种较新的产品，它的正极是镍铬合金，负极是铜镍合金（康铜），其最大特点是在常用的热电偶中，其热电势最大，即灵敏度最高；它的应用 范围虽不及K型偶广泛，但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用；使用中的限制条件与K型相同，但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很 敏感。

除了以上8种常用的热电偶外，作为非标准化的热电偶还有钨铼热电偶，铂铑系热电偶，铱锗系热电偶，铂钼系热电偶和非金属材料热电偶等。

二、绝缘管

该热电偶的工作端被牢固地焊接在一起，热电极之间需要用绝缘管保护。热电偶的绝缘材料很多，大体上可分为有机和无机绝缘两类，处于高温端的绝缘物必须采用无机物，通常在1000以下选用粘土质绝缘管，在1300以下选用高铝管，在1600以下选用刚玉管。

三、保护管

保护管的作用在于使用热电偶电极不直接与被测介质接触，它不仅可延长热电偶的寿命，还可起到支撑和固定热电极增加其强度的作用；因此，热电偶保护管及绝缘选择是否合适，将直接影响到热电偶的使用寿命和测量的准确度，被采用做保护管的材料主要分金属和非金属两大类。

热电偶:
一端结合在一起的一对不同材料的导体，并应用其热电效应实现温度测量的敏感元件
工作原理:
两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势.热电偶是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。　
热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：
1：热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；　　
2：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；热电偶
3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体a和b焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体a和b的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
热电偶结构:
热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结热电偶构要求如下：　　
①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；　　
②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；　　
③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；　　
④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
常用热电偶材料:
热电偶分度号热电极材料使用温度范围（℃）热电偶
正极负极　　s铂铑合金（铑含量10%）纯铂0-1400　　r铂铑合金（铑含量13%）纯铂0-1400　　b铂铑合金（铑含量30%）铂铑合金（铑含量6%）0-1400　　k镍铬镍硅-200-+1000　　t纯铜铜镍-200-+300　　j铁铜镍-200-+600　　n镍铬硅镍硅-200-+1200　　e镍铬铜镍-200-+700

热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转
热电偶
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。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回路,当两端存在温度梯度时,回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。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恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,
制成热电偶分度表;
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。
热电偶测温基本原理:将两种不同材料的导体或半导体a和b焊接起来，构成一个闭合回路。当导体a和b的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

两者之间便产生电动势，温度较低的一端为自由端。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，温度较高的一端为工作端。它直接测量温度,当两端存在温度梯度时;
分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，这就是所谓的塞贝克效应，构成一个闭合回路,
制成热电偶分度表。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回路，并把温度信号转
热电偶
换成热电动势信号,这种现象称为热电效应。
热电偶测温基本原理，不同的热电偶具有不同的分度表,
通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度,回路中就会有电流通过。根据热电动势与温度的函数关系，自由端通常处于某个恒定的温度下,因而在回路中形成一个大小的电流，此时两端之间就存在电动势——热电动势。两种不同成份的均质导体为热电极热电偶是一种感温元件，是一种仪表。热电偶就是利用这一效应来工作的:将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来

热电偶是工业上较为常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象
作为工业测温中广泛使用的温度传感器之一的热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度
热电偶的作业端被牢固地焊接在一起，热电极之间需要用绝缘管维护，热电偶的绝缘材料许多，大体上可分为有机和无机绝缘两类，处于高温端的绝缘物必须选用无机物，通常在1000以下选用粘土质绝缘管，在1300以下选用高铝管，在1600以下选用刚玉管
热电偶维护管及绝缘挑选是否适宜，将直接影响到热电偶的运用寿数和丈量的准确度，被选用做维护管的材料首要分金属和非金属两大类，维护管的作用在于运用热电偶电极不直接与被测介质触摸，温度感应器公司，它不仅可延伸热电偶的寿数，贵阳温度感应器，还可起到支撑和固定热电极添加其强度的作用

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山径阿咖： 当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,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,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与...

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山径阿咖： 热电偶测温的基本原理是热电效应.把任意两种性质不同的导体或半导体连接成闭合回路,如果两接点的温度不同,在回路中就会产生热电动势,形成热电流,这就是热电效应.热电偶就是用两种性质不同的金属材料一端焊接而成的.焊接的一端叫做热端(测量端),未焊接的一端叫做冷端(参考端).如果冷端(参考端)温度恒定不变,则热电势的大小和方向只与两种材料的特性和热端(测量端)有关,且热电势与温度之间有一固定的函数关系,利用这个关系及相关显示仪表即可测量出温度. 缘于 →( pt100.date )热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管.、接线盒等主要部分构成.

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山径阿咖： 当我们把两种不同金属熔接在一起的时候,由于对原子束缚能力的差异会导致两种金属之间形成电势差,一侧负电一侧正电,这就是热电偶的基本原理了

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山径阿咖： 您好,据我所知热电偶的工作原理是2两点的温度不同时,回路中就会产生热电势,因而就有电流产生,电流表就会发生偏转,这一现象称为热电效应(塞贝克效应),产生的电势、电流分别叫热电势、热电流.希望我的回答能够帮助到您.

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山径阿咖： 热电效应.两种不同的导体A与B串接成一闭合回路,就有两个结合点,点1和点2.如果两结合点出现温差,回路中就有电流产生.这种由于温度不同而产生的电动势的现象称为热电效应.

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山径阿咖：[答案] 热电偶温度计的工作原理: 两种不同的导体接触构成回路时,回路中将产生电势,这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关,这种现象称为热电效应.利用热电效应制成的感温元件就是热电偶,利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热...