熱電偶與熱電阻,屬溫度測量中的接觸式測溫,盡管其作用相同都是測量物體的溫度,但是他們的原理與特點卻各有不同.
　　
　　熱電偶的工作原理:
　　熱電偶是溫度測量中應(yīng)用zui廣泛的溫度器件,他的主要特點就是測量溫度范圍較寬,測溫性能比較穩(wěn)定,同時它的結(jié)構(gòu)簡單,動態(tài)響應(yīng)好,更能夠遠傳4-20ma電信號,便于自動控制和集中控制.
　　
　　熱電偶的測溫原理是基于熱電效應(yīng).將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路,當(dāng)兩個接點處的溫度不同時,回路中將產(chǎn)生熱電勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),又稱為塞貝克效應(yīng).閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成,“溫差電勢”和“接觸電勢”.
　　
　　溫差電勢是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢,不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度,所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同.
　　接觸電勢是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時,因為他們的電子密度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴散,當(dāng)他們達到一定的平衡后所形成的電勢,接觸電勢的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點的溫度.
　　
　　目前上應(yīng)用的熱電偶具有一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度,分別為B,R,S,K,N,E,J和T,其測量溫度的zui低可測零下270攝氏度,zui高可達1800攝氏度,其中B,R,S屬于鉑系列的熱電偶,由于鉑屬于貴重金屬,所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶.
　　
　　熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種,普通型熱電偶和鎧裝型熱電偶.
　　
　　普通型熱電偶一般由熱電極,絕緣管,保護套管和接線盒等部分組成.
　　鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲,絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配后,經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅實的組合體.
　　熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導(dǎo)線來進行傳遞,這種導(dǎo)線我們稱為補償導(dǎo)線.不同的熱電偶需要不同的補償導(dǎo)線,補償導(dǎo)線主要作用就是與熱電偶連接,使熱電偶的參比端遠離電源,從而使參比端溫度穩(wěn)定.
　　
　　補償導(dǎo)線又分為補償型和延長型兩種,延長導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤?但是實際中,延長型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬,一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替.補償導(dǎo)線的與熱電偶的連線一般都是很明了,熱電偶的正極連接補償導(dǎo)線的紅色線,而負(fù)極則連接剩下的顏色.一般的補償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金.
　　
　　熱電阻的工作原理:
　　熱電阻雖然在工業(yè)中應(yīng)用也比較廣泛,但是由于熱電阻的測溫范圍使他的應(yīng)用受到了一定的限制.
　　
　　熱電阻的測溫原理:
　　熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性.其優(yōu)點也很多,也可以遠傳電信號,靈敏度高,穩(wěn)定性強,互換性以及準(zhǔn)確性都比較好,但是需要電源激勵,不能夠瞬時測量溫度的變化.
　　
　　工業(yè)上使用的熱電阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100.
　　
　　鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800攝氏度,銅熱電阻為零下40到140攝氏度.
　　
　　熱電阻和不需要補償導(dǎo)線,而且比熱點偶價格便宜,受到大家的喜愛.
　　
　　熱電偶的應(yīng)用原理
　　熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一.熱電偶的優(yōu)點很多,分別是:
　　
　　測量溫度精度高.
　　因為熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響.感溫快速,準(zhǔn)確.
　　測量溫度范圍廣.
　　常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻）,zui高可達+2800℃（如鎢-錸）.
　　構(gòu)造簡單,使用方便.
　　熱電偶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.
　　熱電偶測溫基本原理
　　將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路,如圖2-1-1所示.當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng).熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的.
　　
　　熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成
　　（1）熱電偶的種類
　　常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類.所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用.非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量.
　　
　　標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶.
　　
　　熱電偶的結(jié)構(gòu)形式
　　為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結(jié)構(gòu)要求如下:
　　
　　組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固.
　　兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路.
　　補償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠.
　　保護套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離.
　　熱電偶冷端的溫度補償
　　由于熱電偶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(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上.必須指出,熱電偶補償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶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.
　　
　　在使用熱電偶補償導(dǎo)線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃.