热电偶测温原理及应用[可修改版ppt]
《温度测量热电偶》课件
或移动。
热电偶的维护与保养
01
02
03
04
检查热电偶状态
定期检查热电偶的状态，包括 是否有松动、损坏或污染等情
况。
清洁热电偶
定期使用适当的清洁剂清洁热 电偶，去除污垢和污染物。
校准热电偶
根据需要，定期对热电偶进行 校准，确保其准确性和可靠性
当两种不同金属导体A和B组成闭合回路时，如果 两接点处温度不同，则在回路中产生热电动势， 形成热电流，这就是热电效应。
当测量端与被测物体接触，并受到热量作用时， 热电偶产生的热电动势与温度呈线性关系，通过 测量参考端温度和已知的热电动势值，即可计算 出测量端的温度。
热电偶的种类和特性
热电偶有多种类型，如镍铬-镍硅、 铜-康铜、铁-康铜等，每种类型都有 其特定的测温范围和特点。。Fra bibliotek更换热电偶
如发现热电偶有损坏或性能下 降，应及时更换。
热电偶的故障排除
检查信号传输
检查热电偶的信号传输是否正 常，如发现异常应及时处理。
检查连接线路
检查热电偶的连接线路是否松 动或损坏，如有问题应及时修 复。
检查参考端温度
确保热电偶的参考端温度稳定 ，如发现异常应及时处理。
寻求专业帮助
如无法排除故障，应寻求专业 人员的帮助。
CHAPTER 03
热电偶在各领域的应用
工业领域的应用
自动化生产控制
热电偶在工业自动化生产控制中起到关键 作用，用于监测和控制各种工业设备的温 度，确保生产过程的稳定性和产品质量。
化学工业过程控制
在化学工业中，热电偶用于监测化学反应 温度，控制化学反应过程，保证产品质量
热电偶测温原理及其应用
题目：热电偶测温原理及其应用姓名：学号：专业：无机非金属材料工程班级: 无非一班院（系）：材料学院指导教师：一、热电偶简介热电温度记录仪常以热电偶作为测温元件.它广泛用来测量-200 ℃~1300 ℃范围内的温度，特殊情况下，可测至2800 ℃的高温或4K 的低温。
它具有结构简单，价格便宜，准确度高，测温范围广等特点。
由于热电偶将温度转化成电量进行检测，使温度的测量、控制、以及对温度信号的放大变换都很方便，适用于远距离测量和自动控制。
在接触式测温法中，热电温度计的应用最普遍。
二、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 ＞T 0，在回路中就会产生热电动势，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E AB，导体A 、B 称为热电极。
接点1 通常是焊接在一起的，测量时将它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）。
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由e AB (T) 与e AB (T0 )两个接触电势，又因为T ＞T0，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E AB (T,T0 ) 应为接触电动势和温差电势的代数和.4.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E AB ( T , T 0 )= f ( T ) 。
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。
三、有关热电偶测温的基本原则1、均质导体定则: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。
《热电偶温度测量》课件
随着环保意识的提高，热电偶温度测量技术也在不断改进以降低对环境的影响。
详细描述
传统的热电偶温度测量技术中使用的某些材料可能对环境造成一定的影响，因此需要寻找环保型的替 代材料。同时，优化制造工艺和降低能耗也是当前研究的重点，以实现绿色、可持续的发展。
THANKS 感谢观看
热电偶的测量精度高、稳定性好 、响应速度快，因此在工业生产
和科学实验中得到广泛应用。
热电偶的种类与选择
热电偶有多种类型，如K型、J型、T 型等，每种类型都有不同的特点和适 用范围。
例如，K型热电偶适合测量0~1300℃ 的温度范围，J型热电偶适合测量200~1300℃的温度范围。
选择热电偶时需要考虑测量温度范围 、精度要求、使用环境等因素。
热电偶测量技术的智能化发展
总结词
智能化技术为热电偶温度测量提供了更高效、更便捷的解决 方案，提高了测温的自动化和智能化水平。
详细描述
现代的热电偶温度测量技术结合了人工智能、物联网等技术 ，可以实现远程监控、实时数据传输、自动报警等功能，大 大提高了测温的效率和准确性。
热电偶测量技术的环保要求与改进
热电偶的应用场景
热电偶广泛应用于工业生产中 的温度测量和控制，如钢铁、 石油、化工等领域。
在科学研究领域，热电偶也被 用于高温超导材料、新能源材 料等的研究。
此外，热电偶还可以用于家用 电器、医疗器械等领域的温度 监测和控制。
02 热电偶的工作原理
塞贝克效应
塞贝克效应
01
当两种不同导体A和B组成的回路，如果两结点温度不同，则回
将计量器具与标准器直接进行比 较，以确定计量器具的误差。
传递比较法
将计量器具与标准器进行比较， 再通过一系列传递标准进行比较
第三章 热电偶温度测量ppt课件
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5．镍铬—康铜热电偶(分度号E)
这是贱金属热电偶，测温范围为一200～900℃，热电极直 径为0．3～3．2mm。直径不同，最高使用温度也不同，以 直径3．2mm为例，长期使用最高温度为750℃，短期使用 最高可达900℃。
标准化文件对同一型号的标准化热电偶规定了统一 的热电极材料及其化学成分、热电性质和允许偏差。
标准化热电偶具有统一的分度表。
对于同一型号的标准化热电偶具有互换性，使用十 分方便。
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1．铂铑10——铂热电偶(分度号s)
贵金属热电偶，直径通常钓为0．5mm，它长期使用的最高温度可达 1300 ℃ ，短期使用可达1600℃。这种热电偶的复制性好，测量准确 度高，宜在氧化性及中性气氛中长期使用，在真空中可短期使用，
低温时的热电势很小．因此冷端在50℃以下使用时，可不必进行冷端温 度补偿。
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4．镍铬——镍硅(镍铬——镍铝)热电 偶(分度号K)
贱金属热电偶，热电极直径一般为0．3～3．2 mm， 直径不同，它的最高使用温度也不 同。以直径3．2mm为例，它长期使用的最高温度为1200℃，短期测温可达1300℃。
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如图3—5所，利用热电偶测温 时，只要热电偶连接显示仪表 的两个接点的温度相同，那么 仪表的接入对热电偶的热电势 没有影响。
而且对于任何热电偶接点，只 要它接触良好，温度均一，不 论用何种方法构成接点，都不 影响热电偶回路的热电势。
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热电偶测温的应用原理
热电偶的原理及应用热电偶测温的应用原理热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
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。
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。
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(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。
3．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。
必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。
因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
热电偶测温原理及应用详解共34页
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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热电偶测温原理及应用详解
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
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热电偶基础知识介绍 PPT课件
➢ 2.95mV-(-4.0mV)=6.95mV
用于制造铂热电偶 的各种铂热电偶丝
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第四章 非电量的电测技术
EA（t，t0）=UAt-UAt0
EA (t, t0 ) U At
U At0
k e
t
t0
1 N At
d (N At ,t) dT dt
考虑：如果同一导体各点温度相同，即t＝t0，则回路总电
动势必为零？
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第四章 非电量的电测技术
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（三）热电偶回路的热电势
热电偶回路中总的热电势应是接触电势与温差电势之
电偶测量金属和金属壁面的温度。
根据此定律，除可在热电偶测温回路中接入各种类型的显示仪表
或调节器外，也可以推广到对液态金属材料和固态金属材料表面
的温度测量，如图所示。有时为了提高测量精度，或者为了使用
上的方便，将热电极A和B直接插入液态金属或焊在固体金属表面
上。例如，用热电偶连续测量铁水的温度就是这样的。在连续测
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动 速度比低温时快！
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第四章 非电量的电测技术
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定义：同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电 势——温差电动势
同一导体的两端温度不同时, 高温端的电子能量要比低温 端的电子能量大, 因而从高温端跑到低温端的电子数比从 低温端跑到高温端的要多, 结果高温端因失去电子而带正 电, 低温端因获得多余的电子而带负电, 形成一个静电场， 该静电场阻止电子继续向低温端迁移，最后达到动态平衡。 因此， 在导体两端便形成温差电势，公式：
温度测量热电偶PPT课件
接触电势产生
接触电势的大小可用下式表示：
AB(t)KeTlnN NBA((tt))
式中 e——单位电荷，等于4.802×10-10绝对静电单位； K ——波尔兹曼常数，等于1.38×10-28 J / K； NA(t), NB（t）——金属A、B在温度t时的自由电子密度； T——A、B金属接触处的绝对温度，K。
第三章 接触式温度检测及仪表
第一节 概 述
一、测温仪表的分类 ❖ 接触式测温仪表 膨胀式温度计 压力式温度计 热电偶温度计 热电阻温度计
❖ 非接触式测温仪表 辐射式高温计
按测 量方 式分
类
接触 式
温度 计
按测量原理分类
按测量 方式分
类
按测量原理分类
膨胀 式温 度计
压力 式温 度计
热电 偶温 度计
液体膨胀式温度计
双金属温度计
（a)条形双金属；（b）螺旋形双金属
双金属温度计结构
（a)轴向型
(b)径向型
1一表壳；2一刻度盘；3一活动螺母；4一保护套管；5 一指针轴；6一感温元件，7一固定端
双金属温度计
双金属温度开关
液体压力式温度计原理图
1一温包；2一毛细管；3一基座；4一弹簧管；5一连杆；6一扇形齿 轮；7一小齿轮； 8一指针；9一刻度盘
E A ( t , t B 0 ) e A ( t ) B e B ( t , t 0 ) e A ( t 0 ) B e A ( t , t 0 )
A(tB )B (t)A (t) A(tB 0 )B (t0 )A (t0 )
fA (tB ) fA (tB 0 )
结论：
（1）热电偶的热电势是热电偶两端温度的函数之差，其大小 取决于热电偶两个热电极材料的性质和两端接点温度，而与热 电极几何尺寸无关。
热电偶的工作原理和应用
热电偶的工作原理和应用热电偶（Thermocouple）是一种利用热电效应来测量温度的传感器。
它由两种不同金属的导线组成，当两个导线的连接点处于不同温度时，将会产生一个电压差，称为热电势，该热电势与温度有关，通过测量热电势的大小可以确定物体的温度。
热电偶的工作原理是基于热电效应。
热电效应是指当两个不同金属导体形成闭合回路，在两个连接点的温度不同的情况下，电子在导线中移动时会发生方向变化，从而引起电流。
具体来说，对于热电对来说，如果一个导体（称之为热电极）的温度高于另一个导体（称之为冷电极），那么将发生热电势差，电子将从热电极流向冷电极。
这样就产生了一个电势差，可以通过测量该电势差来计算温度。
热电偶的应用非常广泛。
以下是一些热电偶的主要应用。
1.工业温度测量：热电偶在工业生产过程中用于测量各种物体的温度。
它们可以耐受高温，因此可以用于高温熔炼和烧结过程中的温度监测。
此外，热电偶还可以用于测量液体、气体和固体的温度。
2.热电偶炉温度控制：热电偶可用于控制炉温，确保温度在需要的范围内保持稳定。
热电偶可以将温度信号传输给温控设备，以调节炉子的燃烧和加热。
3.汽车工业：热电偶在汽车工业中用于测量发动机温度。
它们可以帮助检测引擎的过热情况，并在需要的时候触发警报。
4.食品加工：热电偶常用于食品加工中，以确保食品在正确的温度下加热和冷却。
例如，在烤箱中，热电偶可以测量食物的温度，以确定何时食物煮熟。
5.医疗设备：热电偶也被广泛应用于医疗设备中，例如血氧测量仪和体温计。
热电偶可以测量体温来帮助医生做出正确的诊断。
热电偶有许多优点，使其成为温度测量的首选传感器。
首先，热电偶可以在极端温度下工作，范围从低至零下200摄氏度到高至2300摄氏度。
其次，热电偶具有良好的线性性和快速响应。
此外，热电偶相对便宜且易于使用，且具有很长的使用寿命。
总结起来，热电偶是一种可靠且广泛应用于温度测量的传感器。
它们在工程、医疗、环境、食品等各个领域都发挥着重要作用，帮助我们监测和控制温度，确保物体、设备和过程处于安全和合适的温度范围内。
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E B(T,T 0)E A(T,T 0)
T
T0
B EB(T,T0)
EB(T,T0)EA(T,T0)
KT 1d(NBT t)dKT 1d(NAT t)dt
eT0NBT dt
eT0NAT dt
如果AB两金属的密度相同，则总温差电动势为0
结论：
接触电势
当相互接触的两金属的密度不同时产生接触电 势，其大小与结点的温度相关。
EAB(T)EAB(T0)
T
EAB(T)
T0 kTln NAT kT0 ln NAT0
B
e NBT e NBT0
以顺时针为正
如果两个结点的温度相同，T=T0，则总接触电动势为0 图中：NA>NB，T>T0
温差电势
同一导体的两端温度不同时, 高温端的电子能量要比低温端的电 子能量大, 因而从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高 温端的要多, 结果高温端因失去电子而带正电, 低温端因获得多 余的电子而带负电, 因此, 在导体两端便形成温差电势。
如果A、B密度相同（均质导体），则不存在接触电动势，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
如由果一两种结均点质温度导相体同组（成T=的T0闭）合，则回不路存中在, 温不差论电导动体势的，两截结 点面处和接长触度电如动势何，以大及小各相处等的，方温向度相分反布，如总何热电, 都势不为0能. 产 生热电势。
温差电势
同一金属，若两端的温度不同则产生温差电势， 其大小其密度相关。
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Biblioteka 为正TEAB(T)
T0 B EB(T,T0)
蓝色的为接触电势 绿色的为温差电势
实验：测冰水温度、测沸水温度（观察准确度和响应时间）
一、 热电偶的工作原理
热电极A
测量端
（热端、 工作端）
nA>nB
A
热电势
热电极B
自由端
（冷端、 参考端）
结点1
B
结点2
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
结论：
热电偶两结点所产生的总的热电势等于热端热电势与
冷端热电势之差，是两个结点的温差Δt 的函数：
结论：
热电势=接触电势+温差电势
EAB(T, T0)=EAB(T)- EAB(T0) +EB(T, T0) - EA(T, T0)
当nA=nB， 不存在接触电势EAB E总= EB(T, T0)- EA(T, T0)=0
当T=T0， 不存在温差电势EA、EB E总= EAB(T)- EAB(T0) =0
3、热电势与被测温度的关系：
（1）在总热电势中, 温差电势比接触电势小很多, 可 忽略不计, 热电偶的热电势可表示为：
EAB(T, T0)=EAB(T)-EAB(T0)
（2）对于已选定的热电偶, 当参考端温度T0恒定时, EAB (T0)=C为常数, 则总的热电势就只与温度T成单 值函数关系, 即 EAB(T, T0)= EAB(T)-C =f(T)
接触电势
当相互接触的两金属密度不同时产生接触电势。
温差电势
同一金属，若两端的温度不同则产生温差电势。
接触电势
两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自
由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会 发生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大
的金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电子带 正电，B得到电子带负电，从而产生接触电势。
• 半导体热敏电阻传感器：家电、汽车上使用，价 格便宜、用量大、成本低、性能差别不大； • 金属电阻、热电偶、红外温度传感器：工业上常 用，性能价格差别比较大，精度高的通常价格比较 昂贵。 • 集成温度传感器，利用晶体管PN结电流、电压随 温度变化，有专用集成电路，体积小、响应快、价 廉，测量150℃以下温度。
EA(T,T0)
A
T ＋
自由 电子
方向：从低温指向高温
接触电势的大小与密度有关
EA(T,T0)
T0
K T 1 d(NATt)dt
e N T0 AT
dt
式中: K——波尔兹曼常数; e——单位电荷电量; NAT——温度为T导体A的电子密度。
整个回路中总的温差电动势为：
以顺时针为正
A EA(T,T0)
接触电势的大小与温度有关
A
T
＋
方向：从密度小指向
密度大的
EAB（ T
） EAB(T)keTlnN NBATT
自由 电子
B
式中: K——波尔兹曼常数; e——单位电荷电量; NAT、NBT——温度为T导体A、B的电子密度。
两个结点处分别有两个接触电势，且方向相反。
整个回路中总的接触电动势为：
A
EAB(T0)
热电偶测温原理及 应用
08.01.2021
1
概述 ➢现代楼宇自动化(电源管理、安全监测、照明控 制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监 控)中温度是不可缺少的，
红外人体探测器
概述 ➢现代工业中温度测量和控制是不可缺少的，
精确的烟草烘干
木材烘干
概述
➢ 温度传感器的种类很多：
• 热膨胀温度传感器：有液体、气体的玻璃式温 度计、体温计，结构简单，应用广泛；
角反而减小！。 两种不同的导体接在一
起会产生电动势
显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路
中流动，电？流的能强用弱与来两制个结作点传的温感差器有关吗。
将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当
两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形
成电流，此现象称为热电效应。
A
T
T
B0
2、热电势的组成：
EAB（T，T0）=eAB （ T
）-
eAB
（
T 0
）
热电势与两个结点的温差Δt 成函数关系
1、热电效应
1821年，德！国物两理端学家温赛度贝不克用同两的种不导同体金属会组成闭合回路， 并用酒精灯产加热生其电中一动个势结点，发现放在回路中的指南针发生
偏转，如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转
第9讲 温度传感器原理与应用 -热电偶Thermoelectric Couple Sensors
一、热电偶的工作原理； 二、热电偶测温实验 三、热电偶测温基本定律 四、热电偶的冷端补偿及补偿导线
YC-811 报警温度计
• 分辨率: 0.1°C/0.1°F • K Type:镍铬-镍硅热电偶 • 可测温度范围-200°C ~1372°C • 可设定上下限蜂鸣报警