第二章-热电偶原理讲解
热电偶原理
热电偶原理
什么是热电偶？热电偶是检测或测量温度的一种工具，它由一对电性异质金属组成，金属两端分别连接到电表，将温度转换为电流。
热电偶在温度检测和测量中用得很普遍，它可以更精确地测量温度，并且操作简单，使用方便，是一种用来测量温度的普遍工具。
热电偶的工作原理基本上与热电膜的原理类似，它是由两根金属线相互连接，金属线的一端安装在温度测量点，另一端则连接到电表。
在热电偶的工作过程中，受热的金属线会产生温度电阻，这种温度电阻就是热电偶的特点。
当热电偶的两个金属线温度不同时，这种温度电阻会产生一定大小的电压，这一电压可以通过电表来实时显示出来。
由此，热电偶可以通过比较受热金属线产生的温度电阻，来检测温度的变化情况，并把检测结果以电压的形式输出，从而准确、及时地测量温度。
热电偶的工作原理主要是由两种特殊的金属线组成的，分别是热电负极（温度基准点）和热电正极（受热金属线）。
这两根
金属线的电阻是不同的，它们在工作过程中会产生一定的电压差，当温度发生变化时，它们就会发生变化的电压差，而电压差又会引起电表的指示变化，从而实现温度的测量。
热电偶是一种普遍的温度检测与测量工具，它是利用两根金属线在热作用作用下产生温度电阻，从而进行温度测量，操作简单，准确性也很高，因此受到许多企业的重视与青睐，被广泛用于工业自动化、空调设备、温度检测等领域。
总之，热电偶是一种简单实用的温度测量工具，它利用温度电阻
原理，可以对温度进行准确及时的检测，因此在工业自动化、空调设备、温度检测等领域得到广泛应用。
热电偶的工作原理及结构
热电偶工作原理及结构检修岗位1.懂工作原理1.1热电偶测温原理两种电子密度不同的导体构成闭合回路，如果两接头的温度不同,回路中就有电流产生，这种现象成为热电现象，相应的电动势成为温差电势或者热电势,它与温度有一定的函数关系，利用此关系就可测量温度。
这种现象包含的原理有：帕尔帖定理----不同材料结合在一起，在其结合面产生电势。
汤姆逊定理---由温差引起的电势。
当组成热电偶的导体材料均匀时，其热电势的大小与导体本身的长度与直径大小无关，只与导体材料的成份及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或者半导体可做成各种用途的热电偶, 以满足不同温度对象测量的需要。
1.2热电偶三大定律均质导体定律由单一均质金属所形成之封闭回路，沿回路上每一点即使改变温度也不11 会有电流产生。
亦即，E = Oo由2种均质金属材料A与B所形成的热电偶回路中，热电势E与接点处温度t、t的相关函%1 2数关系，不受A与B 之中间温度t与t3 4之影响。
中间金属定律在由A与B所形成之热电偶回路两接合点以外的任意点插入均质的第h三金属C, C之两端接合点之温度七3若为相同的话，E不受c 插入之影响。
在由A 与B 所 形成之热电偶回路, 将A 与B 的接合点 打开并插入均质的 金属C 时，A 与C 接合点的温度与打 开前接合点的温度 相等的话，E 不受C 插入的影响。
之中间金属C,形成C点温度保持t 与t12的情况下，E +ACE = E oCB AB中间温度定律如右图所示, 对由A 与B 所形成 之热电偶插入第3由A 与C 、C 与B 之2组热电偶。
接合 AB如右图所本任意数的异种金属A、B、c・• • G 所形成的封闭回路，封闭回路之全体或者是全部的接合点保持在相等的温度时，此回路的E=0o如右图所示，A与B所形成之热电偶，两接合点之温度为tl与t2时之E门为E12,12与t3时之E 为E13的话,E12 + E23 = E13o此时，称t2为中间温度。
简述热电偶的工作原理
简述热电偶的工作原理热电偶是一种常用的温度传感器，它利用热电效应来测量温度。
热电偶由两种不同金属导体组成，当两种导体的接触点处于不同温度时，就会产生热电动势，从而产生电压信号。
本文将简要介绍热电偶的工作原理。
热电偶的工作原理基于热电效应，即当两种不同金属导体形成闭合回路时，它们的接触点处于不同温度时，就会产生热电动势。
这种现象被称为塞贝克效应。
热电偶的工作原理可以用热电动势方程来描述：E = S(T2 T1)。
其中，E为热电动势，S为热电系数，T2和T1分别为两种导体的温度。
热电偶的工作原理可以简单地理解为，当两种不同金属导体的接触点处于不同温度时，就会产生一个电压信号，通过测量这个电压信号就可以得到温度值。
热电偶的工作原理还受到温度差效应的影响。
温度差效应是指当两种导体的接触点温度不同，导体内部也会存在温度梯度，从而产生额外的电动势。
这种效应会对热电偶的测量精度产生影响，因此在实际应用中需要进行补偿。
热电偶的工作原理还受到温度与电动势的非线性关系的影响。
在一定温度范围内，热电动势与温度呈线性关系，但在极端温度下，这种关系会出现偏差。
因此，在实际应用中需要根据热电偶的特性进行修正。
总的来说，热电偶的工作原理是基于热电效应和温度差效应的。
通过测量热电偶产生的电压信号，就可以得到温度值。
然而，在实际应用中需要考虑到温度与电动势的非线性关系以及温度差效应对测量精度的影响。
因此，在使用热电偶进行温度测量时，需要进行相应的修正和补偿，以确保测量结果的准确性和可靠性。
以上就是关于热电偶工作原理的简要介绍，希望能对您有所帮助。
热电偶的原理和工作方式
热电偶的原理和工作方式热电偶是一种常用的测量温度的设备。
它基于热电效应的原理而工作，可以将温度转换为电压信号进行测量。
热电效应是指在两个不同金属之间形成温度差时，会产生电压差。
这是由于金属中的自由电子在温度变化下受到影响，导致了电子的能量分布发生改变。
在不同的金属材料中，电子能级的差异引起了电子的移动，从而形成了电压差。
这种现象被称为"塞贝克效应"。
热电偶由两种不同材料的金属导线组成，这两个导线的接合点称为"热焊点"。
当热焊点与被测物体接触时，产生温度差。
导致在热焊点处形成一个微弱的电动势。
这个电动势即为热电偶测温的基础信号。
工作方式：热电偶的测温原理是基于测量热焊点的电动势变化来确定被测物体的温度。
当然，这个电动势非常微小，通常需要通过放大和变换转换为可用的电信号。
具体来说，热电偶一般由两个不同的金属导线组成，如铜和铁、铜和镍等，将其另一端连接到测温仪表上。
当热焊点与被测物体接触时，形成温差，导致热焊点处的电动势发生变化。
热电偶的测温原理有两个基本要点：1.热电效应：根据不同金属的热电特性，当两种不同金属导线的接触点产生温差时，会在热焊点处产生微弱的电动势变化。
2.温度差：根据"塞贝克系数"，不同金属的热电特性不同，因此会产生不同的电动势。
利用这个特性，热电偶可以根据温度差来计算被测物体的温度。
热电偶测温的精度和可靠性主要取决于两个要素：1.热电对：选择适合的金属材料组合，根据需要的测温范围和环境条件选择合适的热电对。
常用的热电偶有K型、J型、T型等。
2.补偿导线：由于测温过程中，热电偶导线的温度也会发生变化，会影响到测温精度。
为了克服这个问题，常常使用与热电对相同材料的导线进行串联，称为补偿导线。
它的作用是将热电偶导线的温度变化量补偿掉，使得测量结果更加准确。
总的来说，热电偶是一种通过测量不同金属导线热焊点处的电动势变化来确定被测物体温度的设备。
热电偶原理详细图解
热电偶原理详细图解
热电偶（thermocouple）是把两种不同材料的金属的一端连接起来，利用热电效应来测量温度的传感器。
热电效应是热电偶的物理基础，什么是热电效应呢？
我们知道，当在一段金属丝的两端施加电压时，金属丝会有电流流过并发热。
这种现象称为电流的热效应。
1821年，德国科学家托马斯·约翰·赛贝克（seebeck）发现了电流热效应的逆效应：即当给一段金属丝的两端施加不同的温度时，金属丝的两端会产生电动势，闭合回路后金属丝中会有电流流过。
这种现象被称为热电效应，也称为塞贝克效应。
下面对这个原理进行图解说明：
如图：用两种不同颜色表示两种不同的金属材料，A、B 端在常温环境中用于测温端口，称为冷端。
在C 端进行加热。
由于热电效应，在A端和C端以及B端和C端之间温度不同，所以会
产生电势差。
而因为两种金属材料的不同，会导致这两个电势差不一样，最终导致了A 端和B端也有了电势差，
通过测量这两个端的电势差，根据热电效应的线性关系就可以得出A(B)端和C端的温差。
再通过一个已知温度的校准值和两种金属的线性系数，就可以计算出任意输出电势差对应的温度值了。
热电偶和热电阻工作原理
一．热电偶（1）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，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（电压）。
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，温度较低的一端为冷端，冷端通常处于某个恒定的温度下。
（2）热电偶的分度表和查表法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，不同材料的热电偶具有不同的分度表，常用的有11种标准化热电偶B、C、E、J、K、L、N、R、S、T、U型，各型标准化热电偶拥有自己的分度表，例如表1，K型分度表，输出电压为mV级。
热电偶可以直接使用标准化热电偶的分度表，在冷端温度为0℃，已知热端温度T，通过读分度表获得相应的热电势E。
但是，分度表中的温度都是离散的整数温度值，在实际测量时不能满足测量精度要求，而且，冷端温度也多不能为0℃，不能直接使用分度表。
表1 K型热电偶分度表（0~1370℃）冷端参考温度：0℃电势为mv值T 0 10 20 30 40 50 60 70 80 900 0 0.397 0.798 1.203 1.611 2.022 2.436 2.85 3.266 3.681 100 4.095 4.508 4.919 5.327 5.733 6.137 6.539 6.939 7.338 7.737 200 8.137 8.537 8.938 9.341 9.745 10.151 10.56 10.969 11.381 11.793 300 12.207 12.623 13.039 13.456 13.874 14.292 14.712 15.132 15.552 15.974 400 16.395 16.818 17.241 17.664 18.088 18.513 18.938 19.363 19.788 20.214 500 20.64 21.066 21.493 21.919 22.346 22.772 23.198 23.624 24.05 24.476 600 24.902 25.327 25.751 26.176 26.599 27.022 27.445 27.867 28.288 28.709 700 29.128 29.547 29.965 30.383 30.799 31.214 31.629 32.042 32.455 32.866 800 33.277 33.686 34.095 34.502 34.909 35.314 35.718 36.121 36.524 36.925 900 37.325 37.724 38.122 38.519 38.915 39.31 39.703 40.096 40.488 40.879 1000 41.269 41.657 42.045 42.432 42.817 43.202 43.585 43.968 44.349 44.729 1100 45.108 45.486 45.863 46.238 46.612 46.985 47.356 47.726 48.095 48.462 1200 48.828 49.192 49.555 49.916 50.276 50.633 50.99 51.344 51.697 52.049（3）最小二乘法拟合热电偶的热电势大小与测量温度的关系并不是线性的，∑=m)0,(i i i T k T E ，i K 为各阶次项的拟合系数，i 为拟合阶次，一般为4或5阶。
热电偶工作原理
热电偶工作原理热电偶是一种测量温度的传感器，它基于热电效应。
热电效应是指当两个导体的温度差异存在时，会产生电动势。
热电偶由两种不同的金属导体构成，它们被焊接在一起形成一个接点，这个接点被称为热电偶焊点。
当热电偶的焊点接触到被测温度时，由于热电效应的存在，就会产生一个微弱的电信号。
热电偶的工作原理可以通过以下步骤来解释：1.热电效应：热电效应是基于两种不同金属导体之间的温差效应。
这两种金属分别被称为热电偶的两个引线。
根据热电效应原理，当两个金属导体连接形成回路后，当温度差异存在时，会在回路内产生一个在电位差。
2.欧姆定律：根据欧姆定律，当一个导体处于电路中时，通过导体的电流与导体的电阻和电压成正比。
3.热电偶的电流：由于热电效应产生的电动势，会引起电流通过热电偶。
4.电动势的测量：为了测量热电偶产生的微弱电动势，需要连接一个电压测量设备。
这个设备可以是示波器、多用途测量仪或专用的温度计等。
5.温度测量：根据热电偶的材料和导线之间的热电性质，可以通过测量热电偶的电动势来获得一个与温度成正比的电信号。
需要注意的是，热电偶的测量准确性很大程度上依赖于焊点的温度和导线材料的性质。
因此，在热电偶的设计和应用中，需要对焊接和材料进行仔细选择和控制，以确保温度测量的准确性。
热电偶是一种常见且广泛应用的温度传感器。
它具有许多优点，例如可靠性高、适用范围广、价格低、响应速度快等。
它可以在各种工业、实验室和家用环境中使用，包括冶金、化工、电力、航空航天等领域。
总之，热电偶是一种基于热电效应测量温度的传感器。
它通过测量热电偶的电动势来获得与温度成正比的电信号。
热电偶具有广泛的应用范围和许多优点，因此被广泛应用于各个领域。
在设计和应用热电偶时，需要注意选择和控制焊接和导线材料，以确保温度测量的准确性。
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。
热电偶工作原理图
热电偶工作原理图
热电偶是一种常用的温度测量仪器，它利用两种不同金属导体的热电势差来测
量温度。
热电偶的工作原理图如下：
1. 金属导体。
热电偶由两种不同金属导体组成，通常是铂铑合金和铜或铁。
这两种金属导体
的热电势差会随温度的变化而改变，因此可以通过测量热电势差来确定温度的变化。
2. 热电势差。
当两种不同金属导体的接触处形成温差时，就会产生热电势差。
这是由于两种
金属导体的电子云结构和电子迁移率不同所致。
热电势差的大小与温度差成正比，因此可以通过测量热电势差来确定温度的大小。
3. 温度测量。
将热电偶的两端连接到温度测量仪器上，通过测量热电势差的大小来确定温度
的变化。
由于热电势差与温度成正比，因此可以通过标定热电偶的热电势差-温度
曲线来确定温度的大小。
4. 应用领域。
热电偶广泛应用于工业生产和科学研究中，用于测量高温、低温和变温环境下
的温度。
由于热电偶具有响应速度快、测量范围广、价格低廉等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
总结。
热电偶是一种利用两种不同金属导体的热电势差来测量温度的仪器。
其工作原
理是利用两种金属导体的热电势差随温度变化而改变的特性，通过测量热电势差来
确定温度的大小。
热电偶在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用，具有响应速度快、测量范围广、价格低廉等优点。
热电偶的四种原理
热电偶的四种原理热电偶技术主要是通过测量物体表面的热电效应来测量物体的温度，是目前行业中的重要测量技术，可以用于控制机器的运行及检测环境温度变化。
热电偶技术有四种原理，分别是直流电原理、脉冲测量原理、热电偶原理以及自动控制原理。
一、直流电原理直流电原理是热电偶技术的基础，它主要是利用温度变化对物体的热电效应，以产生电流的变化来测量温度变化。
当温度发生变化时，热电偶将温度变化转换为电流变化，以此来测量温度变化。
其原理是：当温度发生变化，热电偶将热能转换为电能，而电能就转换为电流，通过测量电流来测量温度变化。
二、脉冲测量原理脉冲测量原理是控制系统常用的热电偶原理，它采用一种比较复杂的技术，即采用脉冲来测量物体的温度变化。
主要原理是：在预先设定的时间间隔内，先将一定的电流输入到热电偶，然后通过测量热电偶的反应来获得物体的温度。
三、热电偶原理热电偶原理是热电偶技术中最常用的原理，它是通过利用物体的温度变化对传感器的电阻的影响来测量物体的温度变化。
运用该原理时，需要通过两个热电偶之间的电势差来测量物体的温度变化，其原理是：当温度变化时，传感器的电阻也会发生变化，而两个热电偶之间的电势差就通过测量电势差来获得物体的温度变化。
四、自动控制原理自动控制原理是一种更高级的技术，它利用温度变化对物体的热电效应，并通过电流变化来检测温度变化。
主要原理是：当温度变化时，热电偶将热能转换为电能，而电能就转换为电流，通过测量电流来检测温度变化。
该原理能够实现对温度变化进行实时监测，并能够实现自动控制，以达到较好的控制效果。
总结热电偶技术是一种测量物体温度变化的重要技术，其原理有四种，分别是直流电原理、脉冲测量原理、热电偶原理以及自动控制原理。
它们均通过检测温度变化对热电偶的影响来测量物体的温度变化，实现对温度变化的实时监测和自动控制。
热电偶技术的灵活性和精度等优点使其在控制机器的运行和监测环境温度变化等方面都具有广泛的应用，并受到广大行业用户的青睐。
热电偶工作原理及补偿导线
热电偶工作原理及补偿导线一热电偶的测温原理热电偶的工作原理是两种不同材质的均匀导体组成的闭合回路，在导体两端存在温差时，导体两端就会有电流通过，形成热电动势。
在回路中接入仪表，仪表就把此热电动势转换成相应的温度。
如图A,B 两种导体，一端通过焊接形成结点，为工作端，位于待测介质。
另一端接测温仪表，为参考端。
为更好地理解下面的内容，我们将以上测温回路中形成的热电动势表示为EAB（T1,T0）,理解为：A、B两种导体组成的热电偶，工作端温度为T1,参考端温度为T0，形成的热电动势为EAB（T1,T0）。
需要特别强调的是：热电偶测温，归根结底是测量热电偶两端的热电动势。
测量仪表能够让我们看到温度数值，是因为它已经将热电动势转换成了温度。
二热电偶补偿导线的原理实际应用中，测量或控制仪表离热电偶总有一定的距离。
如图2.此时需要在热电偶（图中A、B）后再接一段导线，才能将热电偶的信号接到测温表或者温度模块上。
图中C、D即为连接热电偶和测温仪表的导线。
图中，工作端温度T1, A、B与C、D连接处温度为T2, 测量仪表端（参考端）温度为T0.只要是相同的热电偶，中间产生了连接点，则总电势与连接点的温度（中间温度）无关，而只与工作端T1和参考端T0的温度有关。
我们在热电偶布线中，不需要考虑中间有没有连接点，也不需要考虑连接点的温度，而是和一根热电偶连接到介质和测量仪表一样。
我们测出的温度=T1+T0；为什么需要使用补偿导线?在使用热电偶测温时，要求热电偶的参考端温度必须保持恒定。
由于热电偶一般做得比较短，尤其是贵金属材料制成的热电偶更短。
这样，热电偶参比端离被测对象很近，使参考端温度较高且波动很大。
所以，应该用较长的热电偶，把参考端延长到温度比较稳定的地方。
这种办法对于价格便宜的热电偶还比较可行，对于贵金属则很不经济，同时不便于敷设热电偶线。
考虑到热电偶参考端所处温度常在100℃以下，补偿导线在此温度范围内，具有与热电偶相同的温度-热电势关系，可以起到延长热电偶的作用，且价格便宜，宜于敷设。
热电偶的四种原理
热电偶的四种原理
热电偶是一种装备，它可以用来测量物体的温度。
它由两个不同金属片和一根绝缘线组成，两个金属片由两个非常不同的金属组成，例如铂和铬，当两个金属片改变温度时，它们的电阻也会改变，即电阻会减少。
绝缘线把电流传递到仪器上，从而得到当前的温度值。
热电偶有四种主要原理：热电流原理、热阻原理、变阻原理和变电压原理。
热电流原理是将两种不同的金属片用热电线连接到一个仪器上，当其中一块金属片温度变化时，它的电阻值也会发生相应的变化，从而产生电流。
另一种原理是热电阻原理，其原理和热电流原理相似，只需要把一个金属片放在仪器的一端，另一端放置一个热电阻，当金属片变暖时，它的电阻将减少，从而产生电流。
热电偶的第三种原理是变阻原理，其原理是将两种金属片连接入一个回路，当温度发生变化时，其间的电阻也会随之变化，从而影响电流的大小。
另外，变电压原理也是一种常用的测量原理，原理是将三线热电偶连接到一个电路，当温度发生变化时，两个金属片之间的电势差也随之变化，从而影响电路的电压值。
通过仪器测量电压值，就可以算出当前的温度值。
热电偶有着不同的原理，可以根据需要选择其中一种，可以用来帮助我们测量物体的温度。
它的使用在工业和科学研究中都被广泛使用，能够满足不同的需求。
而且，不论是用热电流原理还是变阻原理，最终结果是一样的，可以得到准确的温度数值。
因此，热电偶是一种
有用的装备，可以帮助我们测量准确的温度值。
综上所述，热电偶是一种非常有用的装备，它有着四种原理：热电流原理、热阻原理、变阻原理和变电压原理，这些原理都可以应用到不同的领域，能够满足不同的需求；通过这些原理，可以得到准确的温度值，从而帮助我们做出恰当的决定。
热电偶的四种原理
热电偶的四种原理
热电偶是一种将温度变化转换为模拟电压变化的传感器，它可以度量特定物质的温度，并将温度信号变换为可以被模拟电路或数字电路检测的电压信号。
热电偶的原理很简单，它的温度变化会产生电势差，从而变换为电压变化。
本文将简要介绍热电偶的四种原理：热电性变化、接触电位、热电阻原理和温度差电压原理。
首先介绍热电性变化原理。
该原理指的是在不同温度下特定物质的热电性将发生变化，从而影响物质的热电压。
因此，当热电偶发生温度变化时，可以检测到输出端的电压发生变化。
其次介绍接触电位原理。
该原理是指在特定的温度下，当两种不同物质的接触处发生电位，这种电位与温度有关。
当热电偶发生温度变化时，就可以在两个金属片之间检测到明显的电压变化，此电压变化随温度变化而变化。
第三种原理是热电阻原理，即温度变化引起电阻变化，从而发生电压变化。
具体来说，当热电阻的温度发生变化时，其电阻也会发生变化，由于电路的内阻会改变，从而引起电压变化。
最后介绍温度差电压原理。
该原理是指在特定温度下，两个物质的电压会不同，而当温度发生变化时，这种差别就会发生变化，从而发生电压变化。
例如，当真空室与空气室的温度有所不同时，就会在连接这两个室体之间产生一定的电压。
以上就是热电偶四种原理，可见热电偶原理简单可靠，并广泛应用于检测温度，如控制室、钢铁厂等场合，用于温度检测、控制和保
护，是工业技术中一项重要的技术手段。
总之，热电偶技术具有重要的工业应用价值，可以大大提高工业的精确度和及时性，为社会发展提供技术支持。
热电偶的原理
热电偶的原理
热电偶原理是一种采用物理量的测量技术，用于检测和测量温度值。
它由两根金属线组成，其中一根金属线由源物质构成，另一根金属线由目标物质构成。
金属线之间施加一定的外力，两端新鲜物质，当热交换时，热量会呈垂直方向传递，从而改变金属间的电阻比。
根据热电效应的规律，测量电阻值可以确定温度值。
热电偶实际上是由特殊材料制成的特殊结构，它有两个端口，一端连接源材料，另一端连接目标材料。
金属线之间施加适当的外力，使所测量的温度值不会与热电偶自身的温度有关，直接交地流检测测量温度值。
改变外加外力，使金属线间的变化情况近似线性，这确保了温度值的响应特性更加精确。
与常见的温度传感器相比，热电偶的优势在于它的传感器的尺寸更小，安装更方便，价格也更低，在测量温度时有较好的精度。
热电偶具有耐高温、耐腐蚀性好、可靠性高、可接受外部条件变化等优点，所以在相关行业得到了广泛应用。
在热电偶测量实际中，首先当温度在恒定时，测量获得的电阻值也是恒定的，但是当温度改变时，热电偶的电阻值也会变化，温度的改变量与其电阻值的变化值都有其特定的函数关系。
可以根据电阻值的变化来确定温度的大小，从而实现温度的测量。
而且因为它的缩小尺寸、安装方便等特点，使其比其他温度测量仪器在实际应用中更加普遍。
热电偶电路原理
热电偶电路原理
热电偶电路是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的一种电子测量仪。
其原理是借助于热电效应的基本规律：当两种不同金属连接成闭合回路时，如果两个连接处的温度不同，就会在回路中产生一个电动势，即热电势。
热电偶电路通常由两种不同金属的导线组成，其中一个导线是测量导线，称为热电偶的工作导线；另一个导线是用于比较的导线，称为参比导线。
两个导线的不同金属在连接处形成测量点和参比点。
当测量点和参比点的温度不同时，就会在测量导线和参比导线之间产生一个电势差。
热电偶电路中的热电势可以通过热电转换电压表进行测量。
热电转换电压表利用了热电效应的温度-电压关系，将测量点和参比点的电势差转换为相应的电压信号。
通过测量这个电压信号的大小，可以间接地得到测量点和参比点之间的温度差。
热电偶电路的原理可以应用于各种不同的温度测量场合，如工业生产过程中的温度监控、热力发电厂的温度调节等。
热电偶电路具有测量范围广、响应速度快、结构简单、稳定性好等优点，因此被广泛应用于温度测量领域。
热电偶线工作原理
热电偶线工作原理
热电偶线的工作原理，就像这样理解：
想象一下，你手里有两个不同材质的金属条，比如一个是铜，另一个是镍，你把这两头焊接在一起，这就形成了一个热电偶。
当这个热电偶的一头接触到热的地方，比如火炉旁边，另一头留在冷的地方，比如室温下。
因为这两个金属对温度变化的反应不同，热的一头的电子会不安分起来，纷纷想跑到冷的一头去避暑。
于是，这两头之间就会形成一个微小的电流，这个电流产生的电压就是热电偶探测到的温度信号。
所以，只要测量这个电压，我们就能知道热的那一头究竟有多热。
当然啦，为了让测量更准确，科学家们还研究出了办法来抵消冷的一头温度变化带来的影响。
总之，热电偶线就是这样一个温度侦探，它通过感受两头的温度差异，产生电压信号，帮助我们准确地知道某处的温度高低。
这个小东西在工业生产、科学实验等领域发挥了大作用，专门用来测温度。
热电偶的工作原理是
热电偶的工作原理是
热电偶是一种用来测量温度的传感器。
它基于一个被称为"热
电效应"的现象。
热电效应是指当两个不同的金属连接在一起
形成闭合回路时，如果在回路的某一个部分形成温度差异，将会产生一个电压差。
热电偶通常由两种不同的金属导线组成，比如铜和铁。
这两种导线的一个端口被焊接在一起形成热电电极，而另一个端口则分别连在一个测量仪器上。
当热电电极的两端存在温度差异时，由于金属的导电性质不同，会产生一个电势差。
这个电势差可以通过测量仪器进行检测和测量。
测量仪器通常会将这个电势差转换成相应的温度值，从而实现对环境温度的准确测量。
热电偶的工作原理可以归结为以下几点：
1. 温度差异：热电偶的两个端口存在温度差异，通常一个端口暴露在环境中，而另一个端口则与被测物体接触。
2. 电势差产生：由于两种不同金属的导电性质不同，温度差异会导致电势差产生，这种差异被称为热电效应。
3. 电势差测量：通过连接热电偶的测量仪器，可以检测到电势差的存在，并将其转换为温度值。
需要注意的是，热电偶的测量精度受到多种因素的影响，比如两种金属导线的选用、接触方式、环境温度等等。
因此，在应用热电偶进行温度测量时，需要对其进行校准和修正，以提高测量的准确性和可靠性。
热电偶工作原理
热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件 , 它把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电气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均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 Seebeck 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。
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。
热电偶优点：热电偶是工业中常用的温度测温元件，具有如下特点：① 测量精度高：热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响。
② 热响应时间快：热电偶对温度变化反应灵敏。
③ 测量范围大：热电偶从 -40~+ 1600℃ 均可连续测温。
④性能可靠，机械强度好。
⑤ 使用寿命长，安装方便。
热电偶的种类及结构：（ 1 ）热电偶的种类热电偶有 K 型（镍铬 - 镍硅） WRN 系列， N 型（镍铬硅 - 镍硅镁） WRM 系列， E 型（镍铬 - 铜镍） WRE 系列， J 型（铁 - 铜镍） WRF 系列， T 型（铜 - 铜镍） WRC 系列， S 型（铂铑10- 铂） WRP 系列， R 型（铂铑 13- 铂） WRQ 系列， B 型（铂铑 30- 铂铑 6 ） WRR 系列等。
（ 2 ）热电偶的结构形式：热电偶的基本结构是热电极，绝缘材料和保护管；并与显示仪表、记录仪表或计算机等配套使用。
在现场使用中根据环境，被测介质等多种因素研制成适合各种环境的热电偶。
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• 在某些情况下，比如从热接点到电测仪表的距离相当长时，则 可用普通铜电缆来代替合金热电极或补偿导线，以达到节约目 的。
电测仪表区误差
• 当使用高质量的电位差计进行测量热电动势时测量误差是 很小的，但用较高速的如模拟－数字转换器或计算机进行 测量时，常常会引进约10℃的测量误差。
• 测量范围大和反应速度快 • 安装使用方便 • 使用寿命长，机械强度和耐压性能好 • 从0.25mm~12mm直径范围，最大长度可到500m
铠装热电偶测量端
响应时间举例
压簧固定式热电偶
炉壁表面热电偶
多点式热电偶
补偿导线
• 为了使热电偶的冷端温度保持恒定(最好为0℃)， 可把热电偶做得很长这种方法一方面安装使用不 方便，另一方面也要多耗费许多贵重的金属。
装配式热电偶
• 绝缘热电偶外面加保护套管－装配式热电偶 • 稳定、安装简便、操作容易 • 尺寸较大，滞后时间长
接线盒类型
铠装热电偶
• 由金属套管、绝缘材料（一般为氧化镁粉）和热 电偶线三者组合而成的坚实体。
• 按测量端：绝缘型、接壳型、露端型和分离式绝 缘型；按固定装置：无、卡套式、螺纹、法兰等
– 银凝固点(961.78℃)以上的温区, 按普朗克辐射定律来定义的,复 现仪器为光学高温计
温度测定方法的分类
• 接触式测温
– 膨胀式温度计，测温范围为-200～600 ℃，就地测量 – 压力表式温度计，测温范围为-0～600 ℃，近距离 – 热电阻温度计，测温范围为-200~960℃，远距离 – 热电偶温度计，测温范围宽，远距离
– 与S型热电偶性能相当 – 测温上限高，可达1600/1800. 参考端通常不用补偿导
线补偿
热电偶种类（2）
• 镍铬－镍硅热电偶(K型热电偶)
– 价格便宜，用量最大，其用量为其他热电偶的总和 – 线性度好、热电势大、灵敏度高，稳定性和均匀性较
好
• 镍铬硅－镍硅热电偶(N型热电偶)
– 与K型性能相当，某些方面由于K型
温度梯度区误差
• 热电势是产生在这一区域。 • 因偶丝遭受严重污染或发生不可逆效应从而使其
热电特性与其原始的标准分度特性严重偏离所引 起的测温误差，称为“蜕变”误差或“飘移”。 • 不同种类的标准化热电偶，不仅其标准分度特性 不一样，而且在抗沾污能力、抗时效、耐高温等 方面也有不同．因此，选择热电偶的型号就成为 一个很重要的事情．
• 国际温标ITS-90的通则 ITS-90由0.65K向上到普朗克辐 射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度
• 四个温区
– 第一温区为0.65K到5.00K之间, 由3He和4He的蒸气压与温度的 关系式来定义。
– 第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间，用氦气体温度计 来定义.
– 第三温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之 间, 由铂电阻温度计来定义.
• 热电偶本身精度所导致的误差 • 测量过程由于测量方法也容易引起误差
热区误差
• 影响热电偶测量结果的误差源是“热分流” • 热电偶的理想安装方法，应当避免产生热分流误
差，还应当保证接近热电偶测量端的热电极(具有 足够长度)与被测物体温度相等． • 为了使热电偶的测量端与被测物体温度一致，通 常采用5倍到10倍热电偶直径的长度作为热电偶测 温时的“最小浸没深度”．如果热电仍直径很粗， 或者是良导体，浸没深度为10倍直径也许还不够。
c (Tg Tm ) r (Tm Tw )
r a0(Tm2 Tw2)(Tm Tw)
减少热电偶测量气流温度的误差
• 尽可能增加热电偶插入被测气流的长度以减少导 热误差。
• 采用细直径热电偶，可以减少导热误差，提高气 流对热电偶接点前放热系数。
– 一个121mm直径的铂丝探头，在1300k的气流温度辐射 修正量为5K，在2100K时会上升到60K，对于501mm直 径的探头，相应的数值则为35K和200K
热电偶的发展（2）
• 第一次世界大战后40年 • 对材料热电性能的研究的重视，对金属和合金热
电性理论的研究在出现了空前的热潮。 • 比较法：选择一种热电性能稳定，化学性能好的
材料作标准电极．各种被试材料分别与标准电极 组成热电偶，测定这些热电偶的热电势－温度特 性曲线。 • 1958年，美国标准局正式推荐用此法作为热电偶 材料试验的标准方法。
• 镍铬－铜镍（康铜）热电偶(E型热电偶)
– 热电偶电动势最大，灵敏度最高，可制成热电堆，测 量微小的温度变化。
热电偶种类（3）
• 铁－铜镍（康铜）热电偶(J型热电偶)
– 不仅可适用与氧化和惰性气氛，还可适用于还原气氛
• 铜－铜镍（康铜）热电偶(T型热电偶)
– 最佳的测量低温的廉金属热电偶，－200～350度 – 在－200～0区间内稳定性很好
热电偶种类（1）
• 铂铑10－铂热电偶(s型热电偶)
– 准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长， 1300/1600
– 热电势率较小，灵敏度低，抗污染性差，价格昂贵
• 铂铑13－铂热电偶(R型热电偶)
– 与S型热电偶性能相当 – 主要用于进口设备上测温
• 铂铑30－铂铑6电偶(B型热电偶)
热电偶测量高温烟气的导热误差
w Aw
d 2T dx2
cu(Tg
T)
Tg Tm
1
cosh
Ra
(Tg Ten)
Rr
1
Ra w Aw
Rr
1
cul
热电偶测量高温烟气的辐射误差
• 热接点受到气体的对流加热及烟气中的三原子气体和 灰粒子的辐射加热
• 热接点同时对水冷壁辐射加热
补偿导线区误差
• 注意在低温区补偿导线的热电特性须和热电偶的 热电特性接近
• 热电极与补偿导线合金丝之间的接点应尽量保持 在等温区以避免由于接插件引起的附加误差。
• 补偿导线的极性不要接反，否则会引起重大误差。
参考端区误差
• 假如想从测得的热电势来知道热点温度，则参考端温度很重要 而且必须知道。
热电偶的发展（1）
• 1821～第一次世界大战 • 采用的配对法：将感兴趣的待试材料直接配成热
电偶，实验测定该热电偶的热电势特性。多年来 实测了近300种热电材料组合的热电特性。 • 热电温度计制造厂生产的二次仪表也开始建立了 统一的分度表 • 对材料提出了控制质量，符合一定规范的要求， 引起对材料性能研究的重视。
美安捷伦公司生产的HP 34970A
可配置成20至120个通道，0.004%基本 直流精度，250通道/秒扫描速率，50000 个读数存贮
直接测量热电偶、电阻温度检测器、热敏 电阻、直流电压、交流电压、电阻、直流电 流、交流电流、频率和周期。
标准HP-IB和RS232接口，实现远传
热电偶使用时的误差
如何减少管内流体温度测量误差
• 把管道和套管外露部分一起进行保温，即用保 温材料包起来，使套管外露部分的温度接近管 道温度。
• 增加温度计插入深度，减少外露部分，具体做 法是将温度计在管道弯头处插入或斜向插入。
• 使温度计迎着气流方向插入，感温元件头部放 在管道中心线上，以得到最大的对流换热系数。
反应性气 体进口
电加热片 加热炉外罩 样品温度传感器
炉温传感器
测试炉样品室 开关电动机
清洁气体或 抽真空口
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热电偶的缺点
•热电偶受测温现场环境气氛的限制 • 测温精度难于达到土0.1％以上 • 参考端温度要恒定(如在0℃)，若偏离参考温度，必须
进行补偿，或使用补偿导线，从而增加经费． • 在高温下使用或长期工作时，由于热电势不稳定，将
• 减小温度计套管导热系数，不采用高导热系数 的材料作套管？？？
• 增加套管的外圆周长和截面积之比，在强度许 可的条件下，应采用薄壁和小直径套管。
热电偶测量高温烟气误差
• 热电偶实测的温度壁烟气的真实温度低 • 热接点的平衡温度
– 热电偶与与周围气体的对流换热 – 热电偶与气体、悬浮粒子及炉壁的辐射换热 – 热电偶丝的导热 – 气体的动能在热接点边界层内转化为热能
产生示值漂移，需要进行定期检定或修正
均质回路定律
用一种均匀的金属导体构成的回路，单靠局部加热或冷 却或改变其横截面积的方法绝不能在其中保持电流
中间金属定律
如果回路的所有部分都处于同一均匀的温度，则由任何 多种不同导体构成的回路中的热电动势之代数和为零
参考电极定律
中间温度定律
为制定热电偶的热电势－温度关系分度表奠定理论基础 为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据
热电偶的特点
• 可将温度直接转换成电信号，测量调节控制放大和变换都 很容易进行，既有利于远距离传送，便于集中管理，又很 适合就地自动控制和电子计算机处理。
• 价格低廉，国际标准化的产品容易获得，结构简单，使用 方便，安装、维修、保养都很方便。
• 测温精度较高，经单支分度可达0.1℃。工业月S型和R型 热电偶的精度可达0.1%t(t为校测温度)。
热电偶测温技术
课程纲要
• 温度测定方法概述 • 热电偶的背景及特点 • 热电偶三大定律 • 热电偶种类及结构 • 热电偶的补偿导线及二次仪表 • 热电偶使用时误差 • 热电偶的具体应用
ITS-90国际实用温标
• 温度单位热力学温度（符号为T）的单位为开尔文（符 号为K），定义为水三相点的热力学温度的1/273.16
热电偶的发展（3）
• 60年代至今 • 对材料热电性能和测试方法十分重视，在发展新型热电偶
材料方面取得了不少成绩．铠装热电偶材料得到普遍推广 使用，产品规格和性能试验多已标准化． • 分析法：以现代热电理论为指导，综合冶金、物理、化学 的理论与经验规律来进行热电偶合金的性能研究和综合设 计。 • 国际比对试验结果：Pt Rh－Pt标准热电偶复现温标的精度 远低于高温铂电阻．故在1990年修订国际实用温标时，热 电偶不再被当作温标的标推仪器使用，代之以标推高温铂 电阻温度计。