一、溫度與測溫

　　1. 溫度：是表征物體的冷熱程度的物理量，是七個基本物理量之一，是物體內部分子無規則運動的宏觀反映。

　　2. 溫標：即溫度的標準，是溫度高低的標準尺度，是溫度的數值表示方法。各種溫度計的數值都是由溫標決定的。

　　3. 溫標三要素：利用物質的“相平衡溫度”為固定點刻在溫度計上，而固定點之間的溫度值則用理論推導的數學公式(又稱內插方程)來表達。溫度計、固定點、內插方程稱為溫標三要素。

　　4. 常用固定點：水0.01℃，錫231.928℃，鋅419.527℃，鋁660.323℃，銅1084.62℃。

　　5. 華氏溫標：1714年，規定水的凝固點為32度，水的沸點為212度，將這兩個固定點之間等分180格，每一格稱為華氏一度，用℉表示。

　　6. 攝氏溫標：1742年，規定水的凝固點為0度，水的沸點為100度，將這兩個固定點之間等分100格，每一格稱為攝氏一度，用℃表示。它是應用的一種溫度標準。換算公式：℉=1.8℃+32。

　　7. 熱力學溫標：1848年英國科學家開爾文提出了建立在熱力學第二定律基礎上的與測溫物質性質無關的溫標，叫熱力學溫標，用“K”表示。換算公式：℃=K-273.15。

　　8. 零度：根據熱力學第三定律，零度就是理想氣體分子停止無規則運動而處于靜止狀態，內能為零，即“0”K。

　　9. 國際實用溫標：為了推進熱力學溫標的實際應用，1990年各國科學家在熱力學溫標的基礎上共同制定了國際實用溫標ITS-90，仍然用“K”表示。我國從1994年1月1日起執行ITS-90國際溫標。

　　10. 溫度計：測量溫度的儀器叫溫度計，分直接測溫、間接測溫兩類。利用物質的熱電特性測溫的叫熱電偶溫度計(簡稱熱電偶)，利用物體的電阻溫度特性測溫的叫熱電阻溫度計(簡稱熱電阻)，利用物體的熱膨脹特性測溫的有雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻璃液體溫度計。間接測溫有輻射溫度計、遠紅外溫度計、光電溫度計等等。

　　11. 溫度測量：熱力學第零定律為溫度測量和檢定提供了理論依據。大多數的溫度測量都是采用比較法，根據熱交換系統的熱平衡點來測量溫度的。

　　二、熱電偶基礎

　　1. 熱電效應：將兩根不同的導體連接在一起，當導體的兩端溫度不一致時，導體構成的回路中就有電流產生，這種現象叫物質的熱電效應(塞貝克效應)。熱電特性是物質普遍具有的一種物理特性。

　　2. 熱電偶：以測量熱電動勢的方法來測量溫度的一對金屬導體。注意是兩根不同的均質導體，且只有熱電特性曲線線性好、穩定性好、熱電勢率較大、耐蝕性好的一對金屬導體才可用于熱電偶。

　　3. 熱電極：構成熱電偶的兩根金屬導體叫熱電極，其中一根叫正極，另一根叫負極。

　　4. 測量端與參比端：熱電偶的焊接端叫測量端，也叫熱端，另一端用于連接顯示儀叫參比端，也叫冷端。

　　5. 熱電動勢：熱電偶回路中由于測量端和參比端溫度不一致時所產生的電動勢，叫熱電動勢，包括溫差電勢和接觸電勢兩部份。當參比端溫度恒定時，熱電偶的熱電動勢大小與測量端溫度一一對應。

　　6. 熱電勢率：指溫度每變化1℃引起熱電偶的熱電動勢的變化值，又稱“塞貝克系數”，單位為μV/℃。溫度需換算成熱電動勢才能進行運算。

　　7. 熱電偶的基本定律：均質導體定律、中間導體定律、中間溫度定律、連接導體定律、參考電極定律。

　　8. 熱電偶起源：基于1821年塞貝克發現的熱電效應，1826年貝克雷爾首先根據熱電效應來測量溫度。

　　9. 分度號：對熱電特性在一定范圍內一致的一個類別的熱電偶的命名符號。熱電極化學成分相同的兩支熱電偶，其分度號相同。

　　10. 分度表：每類分度號的熱電偶在每攝氏度對應的熱電動勢的數據表，叫熱電偶分度表。

　　11. 熱電偶的結構：兩端五部，熱電偶三要素

　　12. 裝配熱電偶：熱電偶偶絲、絕緣材料、保護套管經過裝配而成，并可拆卸的熱電偶。

　　13. 鎧裝熱電偶：熱電偶偶絲采用氧化鎂粉絕緣，將偶絲、絕緣材料、保護套管組裝在一起，反復拉拔縮徑，加工成一體化的細長的不可拆卸的熱電偶電纜，再分剪成需要的長度，制作測量端和接線端，即成為鎧裝熱電偶。

　　三、熱電偶選型基礎

　　1. 熱電偶分類：按結構分為裝配熱電偶、鎧裝熱電偶;按熱電特性，現有10個已標準化的分度號和其它具有專門用途的非標準化熱電偶;按對數分單支、雙支、多支熱電偶;按熱電極的資源狀況，有貴金屬熱電偶和廉金屬熱電偶;按用途，有真空專用熱電偶、高溫耐磨熱電偶等等。熱電偶產品名稱一般含有結構特征、分度號、對數等多種分類含義，如鎧裝K型雙支熱電偶。

　　2. 熱電偶的使用溫度：

　　名義使用溫度：熱電偶分度表的分度范圍。

　　使用溫度：在構成熱電偶的偶絲、絕緣材料和保護套管中，取各自的耐溫值中的值作為該熱電偶的使用溫度。一般指短期極限使用溫度。

　　推薦使用溫度：根據熱電偶的使用溫度，結合熱電偶的直徑、長度、介質特性等因素對熱電偶的影響，確定的長期使用溫度。

　　3. 熱電偶的精度：指具體一支熱電偶的熱電特性與該類熱電偶的標準分度表的符合程度，又叫允差(允許偏差)。熱電偶的允差標準只與分度號有關，與結構形式無關。熱電偶允差等級有I、II、III級。

　　4. 絕緣型與接地型：接地型熱電偶是指在測量端把偶絲與外套管連通，但在其它部位，偶絲與套管的絕緣要求與絕緣型熱電偶一樣。絕緣材料的性能對熱電偶的測溫精度和使用壽命起著決定性作用，絕緣失效是熱電偶損壞的主要形式之一。鎧裝熱電偶室溫絕緣電阻應大于1000 MΩ.m，裝配熱電偶室溫絕緣電阻應大于100 MΩ.m。絕緣電阻還與長度和溫度有關。

　　5. 鎧裝熱電偶的性能特點：鎧裝熱電偶相對于裝配熱電偶具有直徑小、密封性好、可彎曲、熱響應快、可靠性高、成本低、可批量生產、安裝使用方便等特點，但機械強度和長期耐用性比裝配熱電偶略差。鎧裝熱電偶在大多數場合都可以代替裝配熱電偶使用，有很多的廠家用鎧裝偶作為裝配偶的芯子來改造裝配熱電偶。

　　6. 補償導線：在一定溫度范圍內(-20～200℃)，具有與所連接的熱電偶的熱電特性相同的一對相互絕緣的導線，其作用是補償熱電偶接線端至顯示控制儀表之間的溫差所產生的熱電動勢。補償導線根據線芯材質分為補償型和延長型，根據使用溫度分為普通型和耐熱型，根據補償精度分為普通型和精密型。

　　7. 溫度變送器：將熱電偶輸出的非線性毫伏信號轉換成統一的標準信號(4~20mA)輸出的裝置叫熱電偶溫度變送器。將溫度變送器裝配在熱電偶的接線盒內，即構成帶熱電偶的一體化溫度變送器。

　　相關問答：

　　問：熱電偶是什么?

　　答：熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，是由兩種不同成分的導體兩端接合成回路時，當兩結合點熱電偶溫度不同時，就會在回路內產生熱電流。

　　如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時，顯示儀表將會指示出熱電偶產生的熱電勢所對應的溫度值。熱電偶的熱電動熱將隨著測量端溫度升高而增長，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關，與熱電極的長度、直徑無關。

　　各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結構卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調節器配套使用。

　　問：怎樣區別熱電偶正負極?

　　答：熱電偶的正負極有明顯的顏色區分。綠色的為正極，灰色的是負極。

　　K型熱電偶具有線性度好、熱電動勢較大、靈敏度較高、穩定性和均勻性好、抗氧化性能強、價格便宜等優點，能用于氧化性、惰性氣氛中。K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫、還原性或還原、氧化交替的氣氛中和真空中。