一文讀懂熱電偶

塞貝克效應 – 塞貝克效應發(fā)生在兩種不同的金屬之間，當熱量提供給任何一種金屬時，電子就開始從熱金屬流向冷金屬，因此電路中產(chǎn)生了直流電。塞貝克效應又叫做熱電效應。

湯普森效應 – 湯普森效應是指當兩種不同的金屬連接在一起時，如果它們形成兩個結(jié)，那么由于溫度梯度，電壓會感應到導體的整個長度。溫度梯度是一個物理術(shù)語，它表示某一特定位置溫度變化的方向和速率。

熱電偶由兩種不同的金屬材料組成，這兩種金屬的連接點被焊接在一起，這個連接點被認為是測量點。連接點的連接方式分為三種類型：

熱電偶的電路如下圖所示：該電路由兩種不同的金屬組成，這兩種金屬以此方式連接在一起形成兩個結(jié)。

設 P 和 Q 是熱電偶的兩個結(jié)點。T1 和 T2 是交界處的溫度。由于結(jié)的溫度彼此不同，因此在電路中產(chǎn)生電動勢EMF。

如果結(jié)的溫度相等，則在電路中產(chǎn)生相等和相反的電動勢，并且零電流流過它。如果結(jié)的溫度變得不相等，電路中就會產(chǎn)生電位差。電路中感應到的電動勢的大小取決于用于制造熱電偶的材料的類型。通過測量裝置測量流經(jīng)電路的總電流。

熱電偶電路中感應到的電動勢由方程給出

E=a(?θ)+b(?θ)2

?θ為熱電偶測量端和參考端之間的溫差

a, b 為常量

從熱電偶獲得的輸出電動勢可以通過以下方法測量：

萬用表 – 這是一種測量熱電偶輸出電動勢的更簡單方法。萬用表連接到熱電偶的冷結(jié)，萬用表指針的撓度等于流經(jīng)儀表的電流。

電位計 – 熱電偶的輸出也可以借助直流電位器進行測量。

帶輸出設備的放大器 – 從熱電偶獲得的輸出通過放大器放大，然后饋送到記錄或指示儀器。

? 熱電偶比其他溫度測量設備便宜。

? 熱電偶具有快速響應時間。

? 它具有很寬的溫度范圍。

- 熱電偶精度較低。

- 熱電偶的重新校準很困難。

- 鎳合金、鉑/銠合金、鎢/錸合金、鉻金、鐵合金是用于制造熱電偶的合金的名稱。

時間常數(shù)（time constant)定義為在一組特定條件下，傳感器達到溫度階躍變化的63.2%所需的時間。傳感器需要五個時間常數(shù)才能接近100%的階躍變化值。外露結(jié)熱電偶響應最快。此外，探頭護套直徑越小，響應速度越快，但其能耐受的最高溫度可能較低。要注意，有時探頭護套不能承受熱電偶類型的整個溫度范圍。

精度和范圍取決于熱電偶合金，被測量的溫度，傳感器的結(jié)構(gòu)，護套的材料，被測量的介質(zhì)，介質(zhì)的狀態(tài)(液體，固體或氣體)以及熱電偶線的直徑(如果它是暴露的)或護套直徑(如果熱電偶線沒有暴露，裝有護套)。