热电偶的工作原理

热电温度计是由热电偶、补偿导线及测量仪表构成的。其中热电偶是敏感元件, 它由两种不同的导体A 和B 连接在一起, 构成一个闭合回路, 当两个连接点1 与2 的温度不同时, 由于热电效应,回路中就会产生零点几到几十毫伏的热电动势, 记为EAB 。接点1 在测量时被置于测场所, 故称为测量端或工作端。接点2 则要求恒定在某一温度下,称为参考端或自由端, 如图1 所示。
 
实验证明, 当电极材料选定后, 热电偶的热电动势仅与两个接点的温度有关, 即
d EAB （ t1 , t2 ） = SAb ×d t ,
比例系数SAB 称为热电动势率, 它是热电偶zui重要的特征量。当两接点的温度分别为t1 , t2 时, 回路总的热电动势为
 
式中eAB （ t1 ） 、eAB （ t2 ） 分别为接点的分热电动势。
     对于已选定材料的热电偶, 当其自由端温度恒定时, eAB （ t2 ） 为常数, 这样回路总的热电动势仅为工作温度t1 的单值函数。所以, 通过测量热电动势的方法就可以测量工作点的实际温度。

2 　热电偶测量温度的使用方法
       图1 中我们把自由端2 画成虚线, 是想说明热电偶在使用时2 点实际上不是直接相接的。由热电偶的中间金属定律: “在热电偶测温回路中, 串接第三种导体, 只要其两端温度相同, 则热电偶所产生的热电动势与串接的中间金属无关”, 那么, 我们把较短的测量导线和仪表串接在2 点并视其为第三种金属, 就可认为它们不影响热电偶所产生的热电动势即工作温度的测量。
       实际使用时, 测量场所与测量仪表往往相距很远, 又因为组成热电偶的材料比较贵重, 所以常加导线来连接。这里有两种使用方法: *种, 两根连接导线具有相同的热电性质, 如在一根导线（如常用的紫铜线） 上取下的两段线, 它们的化学成分和物理性质就很相近, 这时, 可根据中间金属定律判断出电偶的热电动势只取决于电偶两端温度t1 ,t2 , 其它环境温度的影响就可忽略。第二, 热电偶的两电极分别采用和自己热电性质相近的补偿导线延长至3 点, 这样热电动势只取决于t1 和t3 , 而与t2 无关。
       上述使用情况中, 温度点t2 和t3 往往采用冰水混合物（0 ℃） 来恒定温度。这时, 总的热电动势就变成工作温度t1 的单值函数, 可记为E - t1 。
为了使用方便, 对于不同的热电偶规定了不同的分度号, 根据不同的分度号, 我们又可查找其对应的分度表, 从而得到标准热电偶E - t1 关系的具体对应值（相关温度点一般规定为0 ℃） 。下面给出一例[2 ] , 见表1。
 
　热电偶测温时, 除工作端外的各个部分要求有良好的绝缘, 否则会引入误差, 甚至无法测量。另外, 为了支撑和固定热电极, 延长其寿命, 还应选择合适的保护套管材料。使用一段时间后, 热电偶要和标准偶进行校正。

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