热电偶测温讲解
热电偶测温度原理
热电偶测温度原理热电偶是一种常用于测量温度的传感器。
它基于"热电效应"——即当两种不同材料的接触处存在温度差时，会产生电势差，这个现象被称为"热电效应"。
热电偶的原理就是利用这种热电效应来测量温度。
热电偶由两种不同材料的金属丝或导线组成，这两种金属丝被称为"热电对"。
常见的热电对有K型、T型、J型等。
两种金属丝的一端焊接在一起形成测温点，即所要测量的温度点。
另一端接在一个显示或记录仪器上。
当测温点的温度发生变化时，热电对的接触处会产生温差，从而引起电势差。
这个电势差可以通过测量电压的大小来得到。
根据不同类型的热电对，其电势差-温度曲线也不同。
因此，需要根据热电对的类型选择合适的温度电动势-温度关系表来进行温度计算。
具体来说，假设热电对的导线为金和铂，当温度发生改变时，由于金和铂的热膨胀系数不同，导致它们的长度变化也不同，从而形成一个电势差。
这个电势差可以通过连接到外部电路上的伏特计测量得到。
热电偶的测温原理可用一个简单的电路来解释。
假设存在一个理想热电偶，并将其两端连接到一个测量设备上，这个设备能够测量电势差。
当热电偶的两端分别处于不同的温度下时，热电对之间会产生一个电势差。
这个电势差将会导致一个电流通过测量设备。
根据欧姆定律，电流的大小与电势差成正比。
因此，通过测量电流的大小，我们可以推算出热电偶的电势差大小。
由于热电偶的测温原理是基于温差，因此测量的温度包括两个方面：测量对象的温度和参考温度。
通常情况下，参考温度会被设定为一个固定值，例如0或25。
在这种情况下，我们只需要测量温度物体的温度并利用热电偶的电势差-温度关系表进行温度计算。
为了提高热电偶的测量精确度，还需要考虑一些因素，例如温度漂移、电磁干扰等。
温度漂移是指由于热电对材料或接口的变化，导致热电对电势差发生变化。
而电磁干扰则是指来自外部电磁场的干扰，会影响热电对的电势差测量结果。
热电偶的测温原理
热电偶的测温原理热电偶是一种常用的温度测量仪器，它的测温原理是基于热电效应。
热电效应是指在两种不同金属或半导体之间形成温差时，会产生电势差的现象。
这种现象被称为“塞贝克效应”或“热电效应”。
热电偶由两种不同金属或半导体材料组成，它们被连接在一起形成一个回路。
当热电偶的两端温度不同时，就会产生电势差。
这个电势差与温度差成正比，因此可以通过测量电势差来确定温度差。
热电偶的工作原理可以用一个简单的实验来说明。
我们可以将两根不同金属的导线连接在一起，形成一个回路。
然后将一个导线的一端加热，另一个导线的一端保持常温。
这时，由于两个导线的材料不同，它们的电子结构也不同，因此在两个导线之间会产生电势差。
这个电势差可以通过连接一个电压表来测量。
热电偶的测温范围很广，可以测量从几十摄氏度到几千摄氏度的温度。
不同的热电偶材料适用于不同的温度范围。
例如，铜-常数偶适用于低温测量，铬-铝偶适用于高温测量，铂-铑偶适用于极高温测量。
热电偶的精度和稳定性取决于多个因素，包括材料的选择、连接方式、环境温度和电路设计等。
为了获得更高的精度和稳定性，热电偶通常需要进行校准和调整。
校准可以通过将热电偶与已知温度的标准温度计进行比较来完成。
调整可以通过更改热电偶的连接方式或使用补偿电路来实现。
热电偶在工业、科研和医疗等领域都有广泛的应用。
在工业领域，热电偶可以用于测量炉温、熔炼温度、热处理温度等。
在科研领域，热电偶可以用于测量实验室中的各种温度，例如反应器温度、实验室动物体温等。
在医疗领域，热电偶可以用于测量人体温度，例如口腔温度、肛门温度等。
热电偶是一种常用的温度测量仪器，它的测温原理基于热电效应。
热电偶可以测量广泛的温度范围，具有精度高、稳定性好等优点。
热电偶在工业、科研和医疗等领域都有广泛的应用。
热电偶的测温
热电偶的测温1 设计目的利用热电偶进行温度测量。
2 设计要求①测温范围：0~200℃；②热电偶路数：2路切换；③A/D 输出，有具体电路参数。
3 原理分析3.1热电偶测温原理(1)定义:由两种导体组合而成,将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。
(2)测温原理:热电偶的测温原理是基于热电效应。
将两种不同材料的导体A 和B 串接成一个闭合回路，当两个接点1和2的温度不同时，如果T ＞0T （如下图热电效应），在回路中就会产生热电动势，进而在回路中产生一定大小的电流，此种现象称为热电效应。
热电动势记为AB E ，导体A 、B 称为热电极。
测量时将接点1置于测温场所感受被测温度，故称为测量端（或工作端，热端）。
接点2要求温度恒定，称为参考端（或冷端）。
ABTT 012图1 热电偶原理(3)热电效应:导体A 和B 组成的热电偶闭合电路在两个接点处分别有)(T E AB 与)(0T E AB 两个接触电势，又因为T ＞0T ，在导体A 和B 中还各有一个温差电势。
所以闭合回路总热电动势),(0T T E AB 应为接触电动势和温差电势的代数和，即：闭合回路总热电动势。
对于已选定的热电偶，当参考温度恒定时，总热电动势就变成测量端温度T 的单值函数，即)(),(0T f T T E AB 。
这就是热电偶测量温度的基本原理。
在实际测温时，必须在热电偶闭合回路中引入连接导线和仪表。
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积，长度以及温度分布如何均不产生热电动势。
如果热电偶的两根热电极由两种均质导体组成，那么，热电偶的热电动势仅与两接点的温度有关，与热电偶的温度分布无关；如果热电极为非均质电极，并处于具有温度梯度的温场时，将产生附加电势，如果仅从热电偶的热电动势大小来判断温度的高低就会引起误差。
3.2热电偶冷端处理及补偿热电偶的热电势大小与材料和两电极接点的温度有关，因此只有在热电极材料一定和冷端温度0T 保持恒定的条件下，其热电势才是其热端温度T 的单值函数。
热电偶测温基本原理
热电偶测温基本原理热电偶是一种常用的温度测量仪器，它通过测量金属导体的热电势来确定被测温度。
热电偶的工作原理是基于两种不同金属导体之间产生的热电势，从而实现温度的测量。
热电偶的基本原理可以追溯到1821年，当时德国科学家Seebeck首次发现了两种不同金属导体在形成闭合回路时产生热电势的现象。
由于两种金属导体的热电势是温度的函数，所以只要知道两种金属导体的温度，就可以通过测量热电势来确定被测温度。
热电偶的测温原理是基于热电效应，即当金属导体的两端温度不同时，就会产生热电势。
热电偶由两种不同的金属导体组成，在两种金属导体的连接处形成一个接点。
当接点处温度不同，就会产生热电势。
这种热电势是由于两种金属导体的电子云密度不同、电子结构不同，导致它们在不同温度下形成的热电势也不同。
热电偶的测温原理是基于Seebeck效应，即当两种不同金属导体的温度不同时，就会产生热电势。
这种热电势可以通过连接到一个电路中的毫伏表或其他测量设备来测量。
从而可以根据热电势的大小来确定被测温度。
热电偶的测温原理可以通过热电势和温度的关系来解释。
热电势E和温度T之间的关系可以使用如下公式表示：E = S(T2 - T1)其中，E为热电势，S为热电偶的热电系数，T2和T1分别为两种金属导体的温度。
从这个公式可以看出，热电势和温度之间存在线性关系，因此可以通过测量热电势来确定温度。
热电偶的测温原理还可以通过热电势的测量方法来解释。
热电偶的热电势可以通过连接到一个毫伏表或其他测量设备来测量。
当两种金属导体的温度不同时，就会产生热电势，通过测量热电势的大小来确定被测温度。
热电偶的测温原理还可以通过其实际应用来解释。
热电偶可以测量各种各样的温度范围，从室温到高温，从常压到高压都可以使用。
因此，热电偶被广泛应用于化工、冶金、机械制造、能源等领域。
总之，热电偶的测温原理是基于热电势和温度之间的关系。
通过测量热电势来确定被测温度，从而实现温度的测量。
热电偶测温原理及常见故障
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)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。
其优点是：①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。
③构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
1．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，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。
常用的热电偶材料有：热电偶分度号热电极材料正极负极S 铂铑10 纯铂R 铂铑13 纯铂B 铂铑30 铂铑6K 镍铬镍硅T 纯铜铜镍J 铁铜镍N 镍铬硅镍硅E 镍铬铜镍2．热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)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。
热电偶测温原理
热电偶测温原理
热电偶是一种常用的温度传感器，它利用两种不同金属的导电性能差异产生的热电动势来测量温度。
热电偶测温原理基于热电效应，即当两种不同金属连接成回路时，若两个连接点处于不同温度，就会在回路中产生热电动势，这种现象被称为热电效应。
热电偶的测温原理主要依赖于两个基本规律，温差电动势规律和温度与电动势的关系规律。
首先，根据温差电动势规律，热电偶的工作原理是利用两个不同金属导线连接成回路后，当两个连接点处于不同温度时，就会在回路中产生热电动势。
这是因为金属导体中的自由电子在受热后运动加剧，导致电子在两种金属导体之间形成电子云，从而产生热电动势。
这个热电动势的大小与金属种类、温度差异以及连接点材料的特性有关。
其次，根据温度与电动势的关系规律，热电偶的工作原理是利用热电动势与温度之间的线性关系来测量温度。
一般来说，热电偶的电动势与温度呈线性关系，可以通过标定曲线将电动势与温度一一对应起来，从而实现温度的测量。
热电偶测温原理的核心在于利用热电效应产生的热电动势来测量温度，其测温范围广、响应速度快、结构简单、价格低廉等特点，使其在工业生产中得到广泛应用。
在实际应用中，我们需要注意热电偶的选型、安装位置、温度补偿等因素，以确保测温的准确性和稳定性。
总的来说，热电偶测温原理是基于热电效应的，利用热电动势与温度之间的线性关系来实现温度的测量。
通过合理选型和使用，热电偶可以在工业生产中发挥重要作用，帮助我们实现对温度的准确监测和控制。
热电偶测温原理及应用
热电偶测温原理及应用摘要热电偶测温在化工生产中有着重要的意义, 本文阐述了热电偶测温的原理及其应用。
关键词温度测温方法热电偶测温一、热电偶测温基本原理将两种不同材料(但符合一定要求)的导体或半导体A 和B 的任意一端焊接在一起就构成了热电偶。
组成热电偶的导体或半导体称为热电极, 被焊接的一端插入测温场所,称为工作端, 另一端称冷端。
当两端温度不同时就会有热电势产生, 它是测量温度的感温元件, 将温度信号转换为电信号再由仪表显示出来。
热电偶的测温原理就是利用了热电效应。
任意两种材质不同的金属导体或半导体A 和B 首尾连接成闭合回路, 只要两接点T1和T2 的温度不同, 就会产生热电势, 形成热电流, 这就是热电效应。
热电偶原理图热电势的大小与材质有关, 与热电偶两端的温差有关。
对应一定材质, 其两端的温度与热电势间有固定的函数关系, 利用这个关系就可以测出温度值来。
热电偶的热电势随温度的升高而增大, 其热电势的大小与热电偶的材料和热电偶两端的温度值有关, 而与热电极的长度、直径无关。
1 .热电偶的广义分类热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所为标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶, 它有与其配套的显示仪表。
非标准热电偶在使用范围或数量级上均不及标准热电偶, 一般也没有统一的分度表, 主要用于某些特殊场合的测量。
为了保证热电偶可靠、稳定地工作, 对它的结构要求是:组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;两个热电极彼此之间应很好地绝缘, 以防短路;补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
2 .热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时), 而测温点到仪表的距离都很远, 为了节省热电偶材料, 降低成本, 通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内, 连接到仪表端子上。
热电偶测温实验原理
热电偶测温实验原理一、什么是热电偶热电偶是一种常用的温度测量传感器，基于热电效应和材料导电性温度系数之间的关系工作。
热电偶由两个不同的金属或金属合金组成，其两端被紧密地连接在一起，并浸泡在测量的温度介质内。
当两端存在温度差时，由于温度差激励下导体内部产生热电动势，进而在热电偶两端产生一个微弱的电信号。
二、热电偶的特性热电偶具有如下特性：1.灵敏度高：热电偶产生的电信号与温度变化呈线性关系，敏感度较高。
2.可靠性高：热电偶材料具有较高的稳定性和耐腐蚀性，使用寿命长。
3.测量范围广：热电偶温度测量范围可达-200℃ ~ 2300℃，可适用于当前众多行业的高、低温度测量。
4.抗电磁干扰：热电偶信号的幅度较小，且存在热电偶两端相反的电信号，具有很好的抗电磁干扰性。
三、热电偶测温实验原理1.实验原理热电偶的测温原理是基于热电效应原理。
当两个不同导电材料连接在一起形成一个回路时，被测量的物体部分与回路的一端（冷端）相接触，另一端（热端）则与较高温度物体相接触，两侧温差产生的热电动势使电荷通过回路。
在热电偶测量中，测量实际上是测量热电偶两端的电压。
热电偶两端产生的电压信号与热电偶的参考电极温度相对应，经过校准后即可获得被测物体的温度。
2.实验材料实验中需要的材料如下：•热电偶•稳压电源•文件夹•油浴3.实验步骤实验步骤如下：1.将热电偶连接成功能齐全的读数器或万用表。
2.将热电偶中的端线用文件夹夹紧，并通电预热10分钟左右。
3.准备一个油浴，油浴温度可以通过稳压电源进行控制。
4.将热电偶热端浸入油浴中，记录热端的温度。
5.随着油浴在热端降温，记录相应的热电偶温度，形成温度时间序列数据。
6.实验完成后，通过数据处理和分析，得到温度的变化数字表格，可以绘制温度时间曲线，明确温度变化趋势。
四、总结热电偶是一种可靠、灵敏的温度传感器，广泛应用于科学研究中的温度测量工作中。
通过实验，可以进一步了解热电偶原理和温度测量方法，具有推动测量技术进步的重要意义。
热电偶 测温原理
热电偶测温原理1. 热电效应热电偶是一种利用热电效应进行温度测量的传感器。
热电效应是指当两个不同材料的接触点处于不同温度时，会产生电动势。
这种现象最早由德国物理学家塞贝克于1821年发现，后来被称为塞贝克效应。
2. 热电偶的结构热电偶由两种不同材料的导线组成，一般为两根金属导线。
常用的金属有铜、铁、镍和铬等。
这两根导线的接触点称为热电节，用于感应温度变化产生的电动势。
3. 热电偶的工作原理当热电偶的两个接触点处于不同温度时，会产生电动势。
这是因为两种不同材料的导线具有不同的电子亲和力和禁带宽度，导致在接触点附近形成了电势差。
在热电偶中，通常将一个接触点称为测量点，另一个接触点称为参考点。
测量点暴露在待测温度环境中，参考点则保持在一个已知的恒温环境中。
当测量点和参考点的温度不同时，由于两个接触点之间存在温差，就会产生热电势。
这个热电势可以通过热电偶的导线传输到测量仪表上进行测量。
4. 热电势的测量热电势的测量可以通过以下步骤完成：步骤1：热电势的产生将热电偶的测量点和参考点分别暴露在待测温度和恒温环境中。
由于温度差异，两个接触点之间会产生热电势。
步骤2：热电势的传输热电势通过热电偶的导线传输到测量仪表上。
由于热电偶的导线是金属材料，具有良好的导电性能，可以将热电势传输到测量仪表上。
步骤3：热电势的测量测量仪表通过测量热电偶导线上的电压来确定热电势的大小。
由于热电偶的导线具有不同的电子亲和力和禁带宽度，所以在导线上会产生电势差，这个电势差可以通过测量仪表进行测量。
5. 热电势与温度的关系热电势与温度之间存在一定的关系，这个关系可以通过热电势与温度的校准曲线来表示。
校准曲线是通过将热电偶暴露在已知温度环境中，测量对应的热电势来得到的。
根据热电势与温度的关系，可以通过测量热电偶产生的热电势来确定待测温度。
通常情况下，测量仪表会根据热电偶的类型和校准曲线来进行温度的转换和显示。
6. 热电偶的优缺点热电偶作为一种常用的温度传感器，具有以下优点：•宽温度范围：热电偶可以在极低温度到极高温度范围内进行测量，能够适应各种工业环境的需求。
热电偶测温原理是什么
热电偶测温原理是什么热电偶是一种常用的温度传感器，其测温原理是基于热电效应。
热电偶由两种不同金属导线组成，它们的接触点被称为热电接头。
当热电接头处于不同温度时，就会产生热电动势，即温差电动势。
这种温差电动势可以通过测量电压来确定温度，从而实现温度的测量。
热电偶的测温原理基于两种主要效应，塞贝克效应和泊松效应。
塞贝克效应是指当两种不同金属导体的热电接头处于温度差时，会产生电动势。
而泊松效应则是指当电流通过两种不同金属导体时，会产生热量，从而产生温度差。
这两种效应共同作用，使得热电偶成为一种可靠的温度传感器。
热电偶的工作原理可以用一个简单的例子来解释。
假设我们有一根由铁和铜两种金属组成的热电偶，将其两端分别连接到一个电压表上。
当热电偶的接头处于不同温度时，铁和铜之间会产生热电动势，从而在电压表上显示出一个电压值。
通过这个电压值，我们就可以计算出热电偶接头的温差，进而确定被测物体的温度。
热电偶测温原理的优点在于其测量范围广，可以覆盖从极低温度到极高温度的范围。
此外，热电偶还具有响应速度快、结构简单、成本低廉等优点，因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
然而，热电偶也存在一些局限性，例如对温度变化的响应不够灵敏，以及在测量极低温度时易受到环境干扰的影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体的测量要求选择合适的温度传感器。
总的来说，热电偶测温原理是基于热电效应，通过测量热电接头产生的电动势来确定温度。
它具有测量范围广、响应速度快、成本低廉等优点，是一种常用的温度传感器。
然而，在实际应用中需要注意其局限性，选择合适的温度传感器以满足具体的测量要求。
热电偶测温的原理及其应用
热电偶测温的原理及其应用1. 热电偶测温的原理热电偶是一种常用的温度测量传感器，它基于热电效应原理工作。
热电效应是指在不同温度条件下的两种不同金属导体接触处，会产生电势差的现象。
热电偶由两种不同金属导体构成，常用的是铂铑合金和镍铬合金。
热电偶测温的原理是基于热电效应的温度-电势关系。
当热电偶的两端温度不同时，两种导体产生的电势差会发生变化。
这个电势差与温度之间存在着一种严格的函数关系，称为热电偶的温度-电势特性曲线。
2. 热电偶测温的优势热电偶测温具有以下几个优势：•广泛的测量范围：热电偶可以测量非常高的温度，一般可达1800°C，甚至更高。
•快速的响应速度：热电偶的响应速度非常快，通常在几十毫秒内就可以达到稳定状态。
•精度较高：热电偶测温的精度一般可以达到0.5°C，部分特殊型号的热电偶甚至可以达到0.1°C。
•结构简单：热电偶的结构非常简单，由两根不同金属导线焊接组成，易于制造和安装。
•可靠性高：热电偶具有较高的可靠性，能够在恶劣的工作环境下长期稳定工作。
3. 热电偶的应用领域热电偶在工业和科学领域有广泛的应用，以下是热电偶的一些典型应用场景：•工业生产过程控制：热电偶可以用于测量大型冶金炉、玻璃窑、陶瓷炉和高温熔炼炉等工业生产过程中的温度，实现温度的自动控制和监测。
•航空航天：热电偶可以用于航空航天领域中的高温环境下温度的测量，例如火箭发动机、航天器再入大气层时的温度监测等。
•电力行业：热电偶可以用于火力发电厂的锅炉燃烧温度监测，以及核电站中的燃料温度监测等。
•石油化工：热电偶可以用于原油精炼工艺中的温度测量，以及化工设备中的温度监测等。
•科学研究：热电偶在科学研究领域中也有广泛应用，例如地质勘探中温度的探测、实验室中的温度测量等。
4. 热电偶测温的注意事项在使用热电偶进行温度测量时，需要注意以下几点：•温度范围选择：不同的热电偶适用于不同的温度范围，应根据实际需要选择适合的热电偶型号。
热电偶测量温度原理
1、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。
热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。
是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。
将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。
若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t，t0 ),这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。
EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。
在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端分开，用导线接入显示仪表，并保持参比端接点温度t0稳定。
显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。
第一节热电偶的测温原理在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来，经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究，热电效应理论得到了不断的发展，并日趋完善。
热电偶是热电效应的具体应用之一，它在温度测量中得到了广泛的应用，热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。
可用于快速测温、点温测量和表面测量等，但是热电偶也存在着不足的地方，如使用的参考端温度必须恒定，否则将歪曲测量结果；在高温或长期使用中，因受被测介质或气氛的作用（如氧化、还原等）而发生劣化，降低使用寿命。
尽管如此，热电偶仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。
下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。
一、塞贝克效应和塞贝克电势热电偶为什么能用来测量温度呢？这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。
在1821年，塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路（如图1-1）中，如果对接点a加热，那么，a,b两接点的温度就会不同，温度不同，就会有电流产生，使得接在电路中的电流表发生偏转。
热电偶测量温度的原理
热电偶测量温度的原理
热电偶是一种常用的温度测量装置，它基于热电效应的原理进行温度测量。
热电偶由两种不同金属组成的导线材料组成，两端形成一个热电结。
根据热电效应的原理，当两个不同金属材料形成一个闭合回路时，如果两个接点处温度不同，就会在回路中产生一种称为热电势的电动势。
这种热电势与接触处的温度差有关。
具体而言，热电偶的工作原理是利用两种不同金属的热电势差来测量温度。
一般情况下，热电偶的工作原理可归纳为两个重要方面：热电效应和温度-电势关系。
首先是热电效应。
当两种不同金属材料在接触处温度不同时，不同材料之间会存在电势差，称为热电势。
这个热电势是由于两种金属的电子云在温度不同的条件下具有不同的能带结构所导致的。
其次是温度-电势关系。
根据热电效应的原理，热电偶通过测量两个接点处温度差来计算物体的温度。
由于不同金属材料的热电势与温度之间存在一定的关系，可以通过测量产生的电压来推导出温度。
在热电偶的实际应用中，常常将其中一个金属材料作为参考电极，将温度相对于参考电极的电压作为测量温度的依据。
这样可以减小测量误差，并使测量结果更加可靠。
总的来说，热电偶的工作原理是基于热电效应，通过测量两种金属之间的热电势差来计算温度。
通过选择合适的金属材料组合和准确测量电压，可以得到精确的温度测量结果。
热电偶测温讲解
（三）常用热电偶测温系统
1. 热电偶信号传输到控制室
（2）采用补偿导线
A'
t0
B'
E EAB t , t0 ' EA' B' t0 ' , t0
若A’、B’ 的热电特性与A、B热
电特性在t0’~t0范围内相似，则
t0 '
EA' B' (t0 ' , t0 ) EAB t0 ' , t0
三、热电偶测温仪表
（一）热电偶测温仪表工作原理 1.热电效应
热电偶的测温原理是以热电效应为基础的。两种不同材 料的导体A、B组成一个闭合回路，当回路两端接点t0、t 的 温度不相同时（假设t＞t0），回路中就会产生一定大小的电 势，形成电流，这个电流的大小与导体材料性质和接点温度 有关，这种原理称为热电效应。这种现象早在1821年首先由 西拜克（Seeback）发现,所以又称西拜克效应。
0
0
0 0 4.0962 8.1385 12.2086 16.3971 20.6443 24.9055 29.129 33.2754 37.3259 41.2756 45.1187 48.8382 52.4103
-0.3919
10 0.3969 4.5091 8.5386 12.6236 16.8198 21.0706 25.3303 29.5476 33.6849 37.7255 41.6649 45.4966 49.2024 52.7588
A B
2
术语：
热电偶——两种不同材料的组合体称为热电偶； 热电极——构成热电偶的两种导体称为热电极； 测量端（工作端，热端）——插入被测介质中感受被测温度 的一端，如图中接点 t ； 参考端（自由端，冷端）——处于周围环境中的一端，如图 中接点t0。
热电偶测温系统原理及应用
热电偶测温系统原理及应用热电偶测温系统是一种常用的温度测量技术，利用热电偶的热电效应来实现温度测量。
热电偶是由两种不同材料的导线组成，当两个导线的连接点处存在温度差时，就会产生一定的热电势。
通过测量这个热电势，可以推算出温度值。
热电偶测温系统具有测量范围广、响应速度快、精度高等优点，被广泛应用于工业生产、科学研究等领域。
热电偶的原理是基于热电效应，即当两个不同材料的导线形成闭合回路时，当两个连接点处存在温度差时，就会产生一定的热电势。
这是由于不同材料的导线的电子结构不同，在温度差的作用下，导致电子的迁移，从而产生电动势。
根据热电效应的不同特点，有多种不同类型的热电偶，如K型、J型、T型等。
热电偶测温系统由热电偶和温度显示仪器组成。
热电偶的作用是将温度转化为电信号，而温度显示仪器则负责接收并显示这个电信号，并将其转化为对应的温度值。
在实际应用中，热电偶测温系统通常需要校准，以确保测量的准确性。
校准的目的是通过比较热电偶测量的温度值与标准温度源测量的温度值之间的差异，对热电偶的测量误差进行修正。
热电偶测温系统具有广泛的应用领域。
在工业生产中，热电偶测温系统被广泛用于各种工艺过程的温度监测和控制，如钢铁冶炼、化工生产、玻璃制造等。
热电偶测温系统可以实时监测温度变化，并通过控制系统对温度进行调节，保证工艺过程的稳定性和安全性。
在科学研究中，热电偶测温系统也被广泛应用于实验室的温度测量和控制，如化学反应器、生物反应器等。
除了工业生产和科学研究，热电偶测温系统还被应用于环境监测、医疗设备等领域。
在环境监测中，热电偶测温系统可以用于测量室内外的温度变化，为建筑物的能源管理和室内环境控制提供数据支持。
在医疗设备中，热电偶测温系统可以用于体温测量，如体温计。
热电偶测温系统是一种常用的温度测量技术，利用热电效应实现温度测量。
它具有测量范围广、响应速度快、精度高等优点，并且在工业生产、科学研究、环境监测、医疗设备等领域有着广泛的应用。
热电偶测温原理及应用详解
普通装配型热电偶的外形
安装 螺纹
安装 法兰
课外实验
(3)参考端温度自动补偿法〔补偿电桥法〕： 补偿电桥法 是利用不平衡电桥产生的不平衡电压作为补偿信号, 来自动 补偿热电偶测量过程中因参考端温度不为0℃或变化而引起 热电势的变化值。
如下图, 不平衡电桥由三个电阻温度系数较小的锰铜丝 绕制的电阻r1、 r2 、r3、电阻温度系数较大的铜丝绕制的电 阻RCu 和稳压电源组成。
回路中总热电动势为：
EAB(T, T0A)=EEA(BT,(TT0,) T0)+ EAB(T)- EAB(T0)-EA(T, T0)
EAB(T0)
以顺时针为正
T
EAB(T)
T0 B EB(T,T0)
蓝色的为接触电势 绿色的为温差电势
假如A、B密度一样〔均质导体〕，那么不存在接触电动势， 两导体内温差电动势，大小相等，方向相反，总热电势为0。 即为均质导体定律
热电偶补偿导线
在实际测温时, 需要把热电偶输出的电势信号传输到远离现 场数十米的控制室里的显示仪表或控制仪表, 这样参考端温 度t0也比较稳定。热电偶一般做得较短 需要用导线将热电偶 的冷端延伸出来。工程中采用一种补偿导线, 它通常由两种 不同性质的廉价金属导线制成, 而且在0~100℃温度范围内, 要求补偿导线和所配热电偶具有一样的热电特性。
A
A
A
T
T0 = T
TC + Tc
热电偶测温原理 接触电势温差电势
热电偶测温原理接触电势温差电势热电偶是一种常用的温度传感器，利用热电效应原理来测量温度。
它由两种不同材料的金属线组成，常见的组合有铂铑-铂和铜-铳，也有其他材料组合。
热电效应是指当两个不同金属处于不同温度时，它们之间会产生电势差。
这个现象被称为“塞贝克效应”或“塞贝克热电效应”，是19世纪初德国物理学家塞贝克发现的。
热电效应的产生是由于金属的导电性和热导率不同，导致在不同温度下，电子在金属中的自由运动产生的“热力”的差异。
热电偶传感器的工作原理是基于接触电势温差电势的测量。
当热电偶的两个金属端分别处于不同温度时，由于两个金属的导电性和热导率不同，导致了两个金属间的电势差。
以铂铑-铂热电偶为例，铂铑作为热电偶的测温端，铂作为参比端，工作原理如下：1.建立温度差：将铂铑-铂热电偶的测温端和参比端分别放置于不同温度的环境中。
由于热导率和导电性的差异，热电偶的测温端和参比端的温度会有所不同，建立了温度差。
2.产生电势差：温度差使得测温端和参比端之间产生接触电势差。
根据塞贝克效应，金属在不同温度下会产生电势差。
铂铑与铂之间的电势差由塞贝克系数决定，它是铂铑和铂的阿基米德电势之比，以每摄氏度为单位衡量。
3.测量电势差：利用电压测量仪器测量测温端和参比端之间的电势差。
这个电势差与温度差成正比，通过比较电势差和标准温度之间的关系，可以确定测温端的温度。
热电偶测温的优点是响应快、测量范围广、稳定性高，适用于高温、低温、高压和强电磁干扰的环境。
同时，热电偶的结构简单、体积小，便于安装和使用。
然而，热电偶也存在一些限制。
首先，热电偶的测量准确性受到材料特性、环境影响等因素的影响。
其次，温度变化过大会产生冷端效应，需要通过冷端补偿或冷端温度测量来消除。
此外，不同类型的热电偶在不同温度范围内的线性特性也会有所不同。
为了提高热电偶的测量准确性，通常需要进行校准和补偿。
校准是将测量的电势差与已知温度之间的关系进行比较，确定热电偶的特性曲线。
热电偶的测温原理及误差分析(1)
热电偶的测温原理及误差分析(1)
塞贝克效应：若金属棒的两端处在不同温度时，则自由电子便会由高温区扩散至低温区，因而产生热流及电流由高温区传流向低温区的现象。
热电偶电动势：使两接点分别接触到不同的温度，则因在不同金属内导电子的扩散速率不同，所以，在两金属内的扩散电流大小也会不同，因此会在两金属的连结回路中会形成一微小的净电流(约10μV左右)，这个实践也可自己找两条不同材料的金属线连接到一起加温观察万用表读数。
热电偶分度表格：所有热电偶的分度表参考端温度(冷端温度)都为0℃
但许多实际状况下，冷端温度并不是0℃，而是某一温度tn，因此必须对所测量得的电动势进行修正：
热偶电动势 = 室温下热电偶电动势 + 室温值
由此而知：一般情况下热电偶不适应高精度的低温采集，由于Tn的室温会受到仪表或外围环境影响温度变化。
举个例子：被测温
度离仪表距离有20米，两地之间的室温本身就不是同一个室温了(一个在机柜里面，一个在锅炉里)，而仪表参与运算的Tn室温是近仪表的室温。
手动实测热电偶误差产生小实验：拿出任何一款仪表(含各国进口温控仪)接好热电偶，用电吹风吹仪表外壳微微裸露的热敏电阻(二极管)，电偶测温端的温度并没有变化，但仪表显示温度会随之慢慢上升。
热电偶测温基本原理
热电偶测温基本原理热电偶是一种常用的温度测量传感器，它基于热电效应原理进行温度测量。
热电偶由两个不同材料的金属导线组成，它们连接在一起形成一个电偶回路，并暴露在被测物体或环境中。
当热电偶的两个接点温度不同时，就会产生一个电动势，称为热电势，通过测量热电势的大小就可以确定被测物体的温度。
热电效应的基本原理是不同材料的金属导线在温度变化时会产生不同的电势差。
这个现象可以通过热电系数来描述。
热电系数是一个材料的特性参数，它表示单位温度差下的热电势变化。
根据热电系数的不同，金属导线可以分为正热电偶和负热电偶。
正热电偶由一个铂导线和一个铂铑合金导线组成，被广泛应用于高温测量。
正热电偶的热电势随温度变化呈线性关系，可以用来测量非常高的温度范围，通常可达到2000°C以上。
正热电偶是温度测量中最常用的热电偶之一负热电偶由一个铜导线和一个铜镍合金导线组成，其特点是在高温下具有相对较小的热电势漂移。
这使得负热电偶特别适合用于测量相对较低的温度范围，通常在-200°C到300°C之间。
热电偶的工作原理可以通过热电效应的两个基本原理来解释。
第一个原理是塞贝克效应（Seebeck effect），它指的是当两个不同材料的导线在温度梯度存在的情况下，导线之间会产生一个电势差。
这个电势差与导线之间的温度差和热电系数有关。
第二个原理是泰尔贝克效应（Thomson effect），它指的是当导线所处的温度梯度存在时，导线内部会发生温度梯度电势漂移的现象。
这个电势漂移与导线的电阻率和温度梯度有关。
根据热电效应的原理，热电偶的工作可以分为三个基本步骤。
首先，将热电偶连接到一个测量仪器或一个电压表上。
然后，将热电偶的两个接点分别暴露在被测物体或环境中。
当两个接点的温度不同时，产生的热电势会通过电缆传输到测量仪器上，并转化为温度值。
最后，测量仪器根据热电势的大小，利用预先设定的热电系数将电势转化为温度值，并显示在仪器上。
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EAB (t , t0 ) EAC (t , t0 ) EBC (t , t0 )
t0
A 作用： B=A
t0
t0
C －B
C
t
t
t
这里C称为标准电极。标准电极通常采用纯铂丝制成，因为 铂容易提纯，熔点高，性能稳定。标准电极定律使热电偶的 选配工作大为简化，只要知道一些材料与标准电极相配时的 热电势，就可求出任何两种材料配成热电偶的热电势。
E (t ,0) E (t , t0 ) E (t0 ,0)
e-单位电荷,e=4.802×10－10 NA,NB-电子密度
4
(2)温差电势
由于同一根导体中电子从高温端向低温端迁移而引起 的电动势，只与导体材料性质和两端温度有关， 记作 eA(t, t0)= eA(t)- eA(t0)。
eA (t,t0)
热端 t t>t0
+++
冷端 t0
温差电势原理图
5
(3)热电势公式推导：
E T0
E
T0
T0
T1
T1
T
T
也允许采用不同方法来焊接热电偶。
(3)中间温度定律
热电偶回路中，热端温度为t、冷端为t0时的热电势，等于 此热电偶热端为t、冷端为tn ，及同一热电偶热端为tn 、冷 端为t0时热电势的代数和。
A
tn
A
A
A
t
B
t0 =
t
tn
B
t0
作用：
B tn B EAB (t , t0 ) EAB (t , tn ) EAB (tn , t0 )
温度
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
（四）热电偶冷端温度的影响及处理
热电偶的分度表所表征的是冷端温度为0℃时的热电势温度关系，与热电偶配套使用的显示仪表就是根据这一关系 进行刻度的。因此，尽管使用补偿导线可以把热电偶的冷端 延伸到温度易稳定的地方，但此时冷端温度可能还有变化， 或者不等于0℃，造成测量误差。因此，在实际应用中，必 须采取措施来保证冷端温度恒为0℃或补偿冷端温度不等于 0℃时带来的测量误差。 常用的冷端温度补偿方法有：恒温法、示值修正法、冷端温 度补偿电桥法等。
三、热电偶测温仪表
基于热电效应原理的测温仪表。
组成 热电偶 1
2 3
连接导线 2
显示仪表 3
1
t0
1 t
2
广泛应用于生产和研究领域：
测温精度高、性能稳定； 结构简单，易于制造，产品互换性好； 便于信号远传和实现多点切换； 测温范围广，可达-200~2000℃； 形式多样，适用于各种测温条件。
（三）常用热电偶测温系统
1. 热电偶信号传输到控制室
（2）采用补偿导线
A'
t0
B'
EE
E EAB t , t0 ' EA' B' t0 ' , t0
若A’、B’ 的热电特性与A、B热
电特性在t0’~t0范围内相似，则
t0 '
EA' B' (t0 ' , t0 ) EAB t0 ' , t0
三、热电偶测温仪表
（一）热电偶测温仪表工作原理 1.热电效应
热电偶的测温原理是以热电效应为基础的。两种不同材 料的导体A、B组成一个闭合回路，当回路两端接点t0、t 的 温度不相同时（假设t＞t0），回路中就会产生一定大小的电 势，形成电流，这个电流的大小与导体材料性质和接点温度 有关，这种原理称为热电效应。这种现象早在1821年首先由 西拜克（Seeback）发现,所以又称西拜克效应。
16
K型（镍铬－镍硅）热电偶分度表（ITS-90）
温度单位：℃ 电压单位：mV 参考温度点（自由端温度）：0℃(冰点 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -95 -100 ) 温度
-200 -100 -5.8914 -3.5536 -6.0346 -3.8523 -6.1584 -4.1382 -6.2618 -4.4106 -6.3438 -4.669 -6.4036 -4.9127 -6.4411 -5.1412 -6.4577 -5.354 -5.5503 -5.7297 -5.8128 -5.8914
-3.3996
95 3.8892 7.9387 12.0015 16.186 20.4312 24.6929 28.9194 33.0703 37.1258 41.0806 44.9293 48.6556 52.2354
-3.5536
100 4.0962 8.1385 12.2086 16.3971 20.6443 24.9055 29.129 33.2754 37.3259 41.2756 45.1187 48.8382 52.4103
E EAB t , t0
现场
控制室
t0在控制室内，温度稳定，则保证E与t的单值对应关系。
tn A t B 2 3
补偿导线 A’
t0
B ’
补偿导线：是在一定的温度范围内Fra bibliotek0-100℃或0-200℃）与所 接的热电偶热电性能相同的廉价金属丝。 补偿导线只是改变了冷端的位置，根据热电偶的基本定律， 利用接入的补偿导线，使冷端远离测温现场，并同测量仪表 一起放在恒温或温度波动较小的控制室里。
-2.2428
60 2.4365 6.5402 10.5613 14.7126 18.9409 23.2027 27.4471 31.6277 35.7177 39.708 43.5951 47.3668 51.0003 54.4788
-2.5866
70 2.8512 6.9406 10.9709 15.1327 19.3663 23.6288 27.8686 32.041 36.1212 40.1015 43.9777 47.7368 51.3552 54.8186
-2.9201
80 3.2666 7.34 11.3821 15.5536 19.7921 24.0547 28.2895 32.4534 36.5238 40.4939 44.3593 48.1054 51.7085
-3.2427
90 3.6819 7.7391 11.7947 15.975 20.2181 24.4802 28.7096 32.8649 36.9254 40.8853 44.7396 48.4726 52.0602
-0.7775
20 0.7981 4.9199 8.9399 13.0396 17.2431 21.4971 25.7547 29.9653 34.0934 38.124 42.0531 45.8733 49.5651 53.1058
-1.1561
30 1.2033 5.3284 9.3427 13.4566 17.6669 21.9236 26.1786 30.3822 34.501 38.5215 42.4403 46.2487 49.9263 53.4512
12
（三）常用热电偶测温系统
1. 热电偶信号传输到控制室 （1）采用普通铜导线
A'
t0
B'
EE
E EAB t , t0 ' EA' B' t0 ' , t0
t0 '
若A´，B´为普通铜导线，则
E EAB t , t0 '
现场
控制室
t0´为现场环境温度，不稳定，从而导致E与t的关系不唯一。
可得热电势公式为：
E AB (t , t0 ) eAB (t ) eAB (t0 ) eA (t , t0 ) eB (t , t0 ) eAB (t ) eAB (t0 )
根据电磁场理论得
温差电势远小于接触电势
k t NA E AB (t , t0 ) ln dt f AB (t ) f AB (t0 ) t e 0 NB
(2)中间导体定律
由两种不同导体构成的热电偶回路中，接入第三种导体， 只要保持第三种导体两端温度相等，则对回路热电势没有影 响。
第三种材料 接入热电偶 回路图
A T2 a
2
T0 E AB a EAB
C
3 T0
A T1 T1
(a)
(b)
B
A B
T0 T2
C 2 3 T0
9
根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位计E，只要保 证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中 原来的热电势，接入的方式见下图所示。
A B
2
术语：
热电偶——两种不同材料的组合体称为热电偶； 热电极——构成热电偶的两种导体称为热电极； 测量端（工作端，热端）——插入被测介质中感受被测温度 的一端，如图中接点 t ； 参考端（自由端，冷端）——处于周围环境中的一端，如图 中接点t0。
测量端
参考端
3
2.热电势
热电势是接触电势和温差电势共同作用的结果。
(1)接触电势
由于两种不同导体的电子密度不同，从而在接点处发生 电子扩散而形成的电动势。它只与A、B导体的性质和接点处 温度有关，记作eAB(t)。
电子浓度NA>NB eAB(t)
A +++ NA t
NB
B－ － －
e AB(t )
kt N A ln( ) e NB
k-波尔曼系数,k=1.38×10－23(J/℃)
对于给定热电偶，热电势是其两端温度函数之差。若其冷端温 度 t0 恒定，则 f (t0) 是定值。热电偶回路热电势只与组成热电 偶的材料及两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。