热电偶传感器试验指导书
热电偶传感器试验
一、实验目的
1、了解热电偶的工作原理和结构特点，学会使用热电偶分度表；
2、熟悉热电偶测温基本公式；
3、熟悉热电偶的基本规律；
4、了解测温系统的组成和热电偶在温度控制系统中的应用。
二、试验仪器及设备
1、热电偶：镍铬-康铜一支
2、TDW电子式温度指示仪一台
3、电加热器一个
4、数字万用表一台
三、试验线路
四、试验原理
热电偶是将温度量转换为电势大小的一种传感器。它测温范围广，尤其是在高温时，准确度和灵敏度高，使用方便。热电偶的工作原理为热电效应。当其热端和冷端的温度不同时，在热电偶的两端产生热电动势。两端温差越大，产生的热电势就越大。其电势由接触电势和温差电势两部分组成。因此，通过对电动势的测量即可知道热电偶两端的温差。
根据热电偶测温的基本公式，将传感器插在电烙铁内，电烙铁通电以后温度上升，热电偶传感器将温度转换为输出电势，送到TDW电子式温度指示调节仪的桥路，经桥路处理后进放大电路，将毫伏级的微小电势信号放大。放大后的信号一路使表头指针偏转而直接显示被测温度值，另一路与设定值比较后送至继电器电路，以控制加热器的通断，同时还控制红绿灯的
状态。
五、试验内容
1、用数字万用表毫伏档测量镍铬-康铜热电偶传感器接入电烙铁
后的输出电势；
2、用镍铬-康铜热电偶测量电烙铁温度；设：冷端温度T=18℃,测
热电偶E(T, T0),计算后查分度表，对照镍铬-康铜热电偶传感器
温度，输出电势与实测值比较。
六、试验步骤
1、热电偶的引出线与TDW电子式温度指示调节仪背板接线端子
1、2相连，极性不能接反；13、14与市电相连。
2、把仪表设定旋钮的白色标记对准所需温度值，仪表绿灯亮。
3、电烙铁通电，随着电烙铁温度升高，表头及时显示测量温度值，
当超过设定值时，仪表红灯亮，仪表自动切断电烙铁加热电源，电烙铁温度下降，当温度降到设定值时，仪表又转至绿灯亮，
仪表又接通加热电源。
4、在室温至200℃区间内设定8组温度值，观测热电偶传感器工
作情况，并记录测量数据，将读数记录表1
表1 测量数据表
T(℃)
U(mv)
七、分析与思考
1、根据记录数据，绘制出热电偶的温度-电压曲线，并分析热电偶
输出电压值与温度的关系。
2、根据实验所用热电偶材料，参看热电偶温度-电压曲线的坐标图
上绘出原热电偶温度-电势曲线，对以上两条热电偶的温度-电压曲线进行比较并分析其误差原因。
WR系列热电偶 WR Series Thermocouple WZ系列热电阻 WR Series Thermocouple 使用安装手册Installation & Operation Manual 安徽天康（集团）股份有限公司Anhui Tiankang (Group) Shares Co., Ltd
目录 Index 1、概述General Description (1) 2、工作原理Operation Theory (1) 3、结构Configuration (2) 4、主要技术参数Main Technical Parameters (3) 5、安装及使用Installation & Operation (5) 6、可能发生的故障及维修Possible Troubles & Maintenance (7) 7、运输及储存Transportation & Storage (8) 8、订货须知Notices in Ordering (8) 9、型号命名Type Naming (9)
1、概述General Description 工业用热电偶作为温度测量和调节的传感器，通常与显示仪表等配套，以直接测量各种生产过程中-40～1600℃液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度； As sensor for temperature measuring and regulation, industrial-purpose thermocouple is usually connected with display meter and other meters to directly measure temperature of liquid, vapor, gas and solid surface ranging from -40℃to 1600℃. 工业用热电阻作为温度测量和调节的传感器，通常与显示仪表等配套，以直接测量各种生产过程中-200～500℃液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 As sensor for temperature measuring and regulation, industrial-purpose thermal resistance is usually connected with display meter and other meters to directly measure temperature of liquid, vapor, gas and solid surface ranging from -200℃to 500℃. 2、工作原理Operation Theory1 热电偶工作原理Operation Theory of Thermocouple 热电偶工作原理是基于两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。 热电偶由两根不同导线(热电极)A和B组成，它们的一端T1是互相焊接的，形成热电偶的测量端T1(也称工作端)。将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端T0(参比端或自由端)则与显示仪表相连，如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。 热电偶的热电动势随着测量端温度的升高而增大，它的大小只与热电偶的材料和热电偶两端的温度有关，而与热电级的长度、直径无关。 Thermocouple is based on physical phenomenon that two conductor of different materials is connected to form return circuit, when temperature on both contact is different, it results in thermoelectric potential in return circuit. 热电阻工作原理Operation Theory of Thermal Resistance 热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上，当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。 制造热电阻的材料应具有以下特点：大的温度系数，大的电阻率，稳定的化学物理性能和良好的复现性等。在现有的各种纯金属中，铂、铜和镍是制造热电阻的最合适的材料。其中铂因具有易于提纯，在氧化性介质中具有高的稳定性以及良好的复现性等显著的优点，而成为制造热电阻的理想材料。 It is based on that temperature change of material results in change of its resistance. When resistance value changes, the working instrument will display relevant temperature. 3、结构Configuration 感温元件直径及材料Diameter & Material of Thermal Elements 热电偶Thermocouple
热电偶温度传感器如何正确安装和使用 西安静敏机电设备有限公司在安装和使用热电偶温度传感器时，应当注意以下事项以保证最佳测量效果： 1、安装不当引入的误差 如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃；热电偶的尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。 2、绝缘变差而引入的误差 如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。 3、热惰性引入的误差 由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大，热电偶波动 的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶
第九章热电偶传感器 一、单项选择题 1）正常人的体温为37?C，则此时的华氏温度约为______，热力学温度约为______。 A. 32F，100K B. 99F，236K C .99F，310K D. 37F，310K 2）_____的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。 A. 热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率 3）测量钢水的温度，最好选择______热电偶；测量钢退火炉的温度，最好选择_____热电偶；测量汽轮机高压蒸气（200?C左右）的温度，且希望灵敏度高一些，选择______热电偶为宜。 A. R B. B C. S D. K E .E 4）测量CPU散热片的温度应选用______型的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用______型的热电偶；测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用______型的热电偶。 A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 5）在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是______。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 二、分析与问答 1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB(t , t0)，其中A、B、t、t0各 代表什么意义？t0在实际应用时常应为多少？ 3、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 三、计算题 1、用一K型热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得此时 的热电动势为29.186mV，求被测的温度大小？ 2、用一K型热电偶测钢水温度，形式如图示。已知A、B分别为镍铬、镍硅材 料制成，A`、B`为延长导线。问： 1）满足哪些条件时，此热电偶才能正常工作？ 2）A、B开路是否影响装置正常工作？原因？ 3）采用A`、B`的好处？ 4）若已知t01=t02=40℃，电压表示数为37.702mV，则钢水温度为多少？ 5）此种测温方法的理论依据是什么？
1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 答：(1). 相同点：都能测温度且只能直接测温度量 (2). 不同点：热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度变化，而热电偶传感器为热电动势大小变化对应温度变化 2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB(t , t0)，其中A、B、t、t0各代 表什么意义？t0在实际应用时常应为多少？ 答：A、B——两热电极 T——热端温度，即被测温度 t0————冷端温度 t0常应为0℃ 3、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 答：因工作现场常常缺乏使热电偶传感器的冷端保持在0℃的条件 4、热电偶在使用时为什么要连接补偿导线？ 答：因为在使用热电偶测温时，必须将热电偶的参考端温度保持恒定，但在现场使用时，热电偶参考端往往处于高温热源附近，必须将它远离热源，移动到温度较为稳定的场所，又因补偿导线在规定使用温度范围内具为与热电偶相同的温度—热电势关系，因而它可以起到延长热电偶的作用，所以热电偶在使用时要连接补偿导线 5、什么叫测温仪表的准确度等级？ 答：测温仪表的准确度等级是指测温仪表准确度的数字部分，也就是仪表的准确度去掉百分号。 6、什么是热电偶？ 答：热电偶是通过测量电势从而测量温度的一种感温元件，是由两种不同成分的导体焊接在一起构成的。当两端温度不同时，在回路中就会有热电势产生，将温度信号转变为电信号，再由显示仪表显示出来。 7、为什么要进行周期检定？ 答：各种计量器具由于在频繁的使用中会发生变化和磨损，失去原有的精度，从而影响量值的准确性。为使测量的数据准确，必须对各种计量器具进行周期检定。
8、利用热电偶测温具有什么特点？ 答：测量精度高；结构简单；动态响应快；可作远距离测量；测量范围广。 计算题 1、用一K型热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得此时的热电动势为29.186mV，求被测的温度大小？ 1、E AB（t0，t）= E AB（t0，t n）+ E AB（t n，t） 即E AB（0，t）= E AB（0，40℃）+ E AB（40℃，t）查表，得： E AB（0，40℃）=1.612 所以：E AB（0，t）=1.612+29.186=30.798（mV） 查表，得t=740℃ 2、用一K型热电偶测钢水温度，形式如图示。已知A、B分别为镍铬、镍硅材料制成，A`、B`为延长导线。问： 1）满足哪些条件时，此热电偶才能正常工作？ t01=t02，t n1=t n2 2）A、B开路是否影响装置正常工作？原因？ 不影响。因钢水导电且温度处处相同。 3）采用A`、B`的好处？为了使冷端远离高温区，降低测量成本 4）若已知t01=t02=40℃，电压表示数为37.702mV，则钢水温度为多少？ 由E AB（t，t0）= E AB（t，t n）+ E AB（t n，t0）得： E AB（t，t0）=1.612+37.702=39.314（mV） 查表得t=950℃ 5）此种测温方法的理论依据是什么？中间温度定律
热电偶传感器试验指导书
热电偶传感器试验 一、实验目的 1、了解热电偶的工作原理和结构特点，学会使用热电偶分度表； 2、熟悉热电偶测温基本公式； 3、熟悉热电偶的基本规律； 4、了解测温系统的组成和热电偶在温度控制系统中的应用。 二、试验仪器及设备 1、热电偶：镍铬-康铜一支 2、TDW电子式温度指示仪一台 3、电加热器一个 4、数字万用表一台 三、试验线路
四、试验原理 热电偶是将温度量转换为电势大小的一种传感器。它测温范围广，尤其是在高温时，准确度和灵敏度高，使用方便。热电偶的工作原理为热电效应。当其热端和冷端的温度不同时，在热电偶的两端产生热电动势。两端温差越大，产生的热电势就越大。其电势由接触电势和温差电势两部分组成。因此，通过对电动势的测量即可知道热电偶两端的温差。 根据热电偶测温的基本公式，将传感器插在电烙铁内，电烙铁通电以后温度上升，热电偶传感器将温度转换为输出电势，送到TDW电子式温度指示调节仪的桥路，经桥路处理后进放大电路，将毫伏级的微小电势信号放大。放大后的信号一路使表头指针偏转而直接显示被测温度值，另一路与设定值比较后送至继电器电路，以控制加热器的通断，同时还控制红绿灯的
状态。 五、试验内容 1、用数字万用表毫伏档测量镍铬-康铜热电偶传感器接入电烙铁 后的输出电势； 2、用镍铬-康铜热电偶测量电烙铁温度；设：冷端温度T=18℃,测 热电偶E(T, T0),计算后查分度表，对照镍铬-康铜热电偶传感器 温度，输出电势与实测值比较。 六、试验步骤 1、热电偶的引出线与TDW电子式温度指示调节仪背板接线端子 1、2相连，极性不能接反；13、14与市电相连。 2、把仪表设定旋钮的白色标记对准所需温度值，仪表绿灯亮。 3、电烙铁通电，随着电烙铁温度升高，表头及时显示测量温度值， 当超过设定值时，仪表红灯亮，仪表自动切断电烙铁加热电源，电烙铁温度下降，当温度降到设定值时，仪表又转至绿灯亮， 仪表又接通加热电源。 4、在室温至200℃区间内设定8组温度值，观测热电偶传感器工 作情况，并记录测量数据，将读数记录表1 表1 测量数据表 T(℃) U(mv)
热电偶温度传感器 热点偶温度传感器将被测温度转换为毫伏级热电势信号输出。热电偶温度传感器通过连接导线与显示仪表（如电测仪表）相连测温系统，实现远距离温度自动检测量、显示或记录、报警及温度控制等，热电偶本身虽然不能直接指示温度值，但习惯上称为热电偶温度计。 热电偶温度传感器的敏感元件是热电偶。热电偶由两根不同的导体或半导体一段焊接或铰接而成。组成热电偶的两根导体或半导体称为热电极；焊接的一端称为热电偶的热端，又称测量端、工作端；与导线连接的一端称为热点偶的冷端，又称参考端、自由端。 热电偶的热端一般要插入需要测温的生产设备中，冷端置于生产设备中，冷端置于生产设备外，如果两端所处温度不同，则测温回路中会产生热电势E。在冷端温度保持不变的情况下，用显示仪表测得E的数值后，便可知道被测温度的大小。 由于热电偶的性能稳定，结构简单、使用方便、测温范围广、具有较高的准确度，信号可以远传，所以在工业生产和科学实验中应用十分广泛。 一、热电偶测温原理 把两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，当两接点分别置于量中不同温度时，则在回路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象称塞贝效应，即热电偶是基于热点效应而工作的。 1.热电势的产生 热点偶回路产生的热电式由接触电势和温差电势两部分组成，下面以导体为例说明热电式的产生。温差电势；同一根导体两端处于不同温度，导体中会产生温势。 2.热电偶的基本定律 使用热电偶测温，要应用以下几条基本定律为理论依据。 二、热电极材料及常用热电偶 □热点极材料的要求 任何不同的导体或半导体构成均可以产生热电效应，但并非所有导体或半导体均可作为热点极来组成热电偶，必须对它们进行严格选择。作为热点极的材料应满足如下基本要求。 1）在测温范围内，材料的热电性能不随时间而变化，即热电特性的稳定。2）在测温范围内，电极材料有足够的物理、化学稳定性、不易被氧化和腐蚀。3）在测温范围内，单位温度变化引起的热电势变化要足够大，使测温系统具有较高灵敏度。4）热电势与温度关系具有单调性，最好呈线性或近似线性关系，便于仪表具有均匀刻度。5）材料复现性好，便于大批生产和互换。6）材料组织均匀（为匀质），机械性能好，易加工成丝。7）材料的电阻温度系数小，电阻率要降低。
WZP WZC型 热电偶 使用说明书 河南思达自动化仪表有限公司
一、 概述 工业用装配式热电偶作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从0℃～1800℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 根据国家规定，我公司生产符合国家行业标准JB/T9238的镍铬— —镍硅、镍铬——铜镍、铂铑 30——铂 6 、铂铑 10 ——铂四大类装配式、 统一设计型热电偶。 二、 主要技术指标及型号规格 主要技术指标及型号规格请参见我公司编制的产品样本。 三、 参比端（自由端）温度补偿 热电偶的温度与热电动势（毫伏）关系曲线是在参比端温度为0℃时分度的。但实际应用时，由于热电偶测量端（工作端）和参比端（自由端）离得很近，同时，由于参比端暴露在空间，受到周围介质温度波动的影响，所以它的温度不会保持在0℃不变，因而引起测量误差。为了消除这些误差，可采取以下各种方法加以补偿修正。 1．参比端温度校正法 2．参比端恒温法 3．补偿导线法 4．补偿电桥法 在上述四种方法中，补偿导线是最基本的，它常被单独地或和其它方法配合使用。具体使用方法可参阅相关专业书籍。 四、 安装与使用 1．热电偶选择： ① 根据测量的范围和对象，选择适当的热电偶及热电偶保护套管材料和规格。 ② 根据测量氛围选择。热电偶能在氧化性介质中稳定地工作，在
还原性介质中工作时，性能就要差一些，特别是铂铑 30——铂 6 和铂铑 10 ——铂热电偶，将会大大改变本身的热电动势，并且很快就会变质损坏。 ③ 如果热电偶系在特殊的介质中使用时，应选用与其适应的合适的结构及保护套管。 2．安装条件选择： 热电偶的安装地点，应避免装在炉门旁边和加热物体距离过近以及具有强磁场之处，热电偶的接线盒不可碰到被测介质的容器壁。热电偶参比端（接线盒处）的温度一般不应超过100℃，并尽量保持其稳定不变。 热电偶的插入深度可按实际需要决定，但浸入被测介质中的长度，一般最少不小于热电偶保护套外径的8～10倍。 热电偶的安装位置应尽可能保持垂直（如图1），以防止保护管在高温下产生变形。但在有流速下，热电偶则必须倾斜安装（如图2），如有可能，最好尽量选择安装在管道的弯曲处（如图3）。热电偶的测量端应位于被测流体的中部，且与被测流体方向相对。倘不能达到上述要求而需要按水平位置安装时，则应装有用耐火粘土或耐热金属制成的支架，加以支撑（如图4）。接线盒的出线孔应该向下，以防因密封不良使水汽、灰尘和脏物等落入接线盒中。 对于承受压力的热电偶，必须严格保证其密封面的密封。 带瓷保护管的热电偶必须避免急冷和急热和强烈震动，以防瓷管爆裂。在安装时要选择不妨碍被加热物体移动的地方，以免碰断瓷管。 在使用时，如有可能的话，应经常或定期地检查热电偶的情况，例如保护管壁的厚度，焊缝处和表面的侵蚀情况以及热电偶热电极的状况及其分度特性等等。 3．热电偶接线： 热电偶接线时，应与显示仪表极性一致，应注意补偿导线的极性，
题目热电偶温度变送器设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容 设计一个带冷端补偿的温度变送器。其中我们用K型热电偶作为感温元件，用 Gu作为冷端的自动补偿电路的元件，使冷端工作在一个易于计算的环境下，用100 XTR101把传感器的电压信号放大并自动地变换成标准电流信号。并通过对输出电压的测量实现对温度的测量。 二、基本要求 （1）设计测量温度范围-100～500°C的热电偶传感器。 （2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题。 （3）有电路图（protel绘制），选型与有关计算，精度分析等。 （4）采用实验室现成的热电偶进行调试。 （5）完整的实验报告。 三、主要参考资料： 赵广林. 《protel99电路设计与制版.北京》电子工业出版社，2005 程德福,王君.《传感器原理及应用.北京》机械工业出版社，2007 张宏建，蒙建波主编《自动检测技术与装置》化学工业出版社 2009 完成期限：自2010 年12 月27 日至2010年12 月31 日指导教师：教研室主任： 目录 一、课程设计目的和要求 (4) 二、课程设计的相关信息 (4)
1、温度传感器的分类 (4) 2、温度传感器的发展 (4) 三、课程设计的主要内容 (5) 1、热电偶的测温原理 (5) 2、XTR101 (6) 3、XTR101 两线变送器 (6) 4、热电偶电路 (8) 5、零点调整 (9) 6、温度补偿 (9) 7、参数计算 (9) 四、课程设计的心得与体会 (10) 五、参考文献 (11) 一、课程设计的目的和要求 目的： 1 学会热电偶的使用方法 2 学会protel绘制电路原理图 要求：
热电偶基本原理和使用方法 常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等，这些都是标准化热电偶。其中K型也即镍铬－镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价热偶。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。它可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。它不能用于还原性介质中，否则，很快腐蚀，在此情况下只能用于500度以下的测量。它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。 概述： 作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。 热电偶工作原理： 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： （１）热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数； （２）热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关； （３）当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。 热电偶的基本构造： 工业测温用的热电偶，其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。 一、常用热电偶丝材及其性能 １、铂铑10－铂热电偶（分度号为Ｓ，也称为单铂铑热电偶） 该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂；它的特点是： （１）热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃，超达1400℃
热电偶温度传感器将被测温度转化为mV级热电动势信号输出，属于自发电型传感器，测温范围为-270—1800℃。测温时需将热电偶通过连接导线与显示仪表相连接组成测温系统，实现远距离温度自动测量、显示、记录、报警和控制等，图1.1所示的温度检测系统应用非常广泛。 1．热电效应 将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，如图1.2所示，当两个接点分别置于不同温度t、t0(t>t0)中时，回路中就会产生一个热电动势，这种现象称为热电效应。两种导体称为热电极，所组成的回路称为热电偶，热电偶的两个工作端分别称为热端和冷端。 图1.1热电偶测温系统示意图图1.2热电偶回路 热电偶回路产生的热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成，下面以导体为例说明热电动势的产生。 (1) 接触电动势 当A, B两种不同导体接触时，由于两者电子密度不同（设NA>NB) ，从A扩散到B的电子数要比从B扩散到A的电子数多，于是在A、B接触面上形成了一个由A到B的静电场。该静电场的作用一方面阻碍了A导体电子的扩散运动，同时对B导体电子的扩散运动起促进作用，最后达到动态平衡状态。这时A, B接触面所形成的电位差称为接触电动势，其大小分别用e AB(t)、e AB(to)表示。 接触电动势的大小与接点处温度高低和导体的电子密度有关。温度越高，接触电动势越大；两种导体电子密度的比值越大，接触电动势越大。 (2) 温差电动势 将一根导体的两端分别置于不同的温度t、to (t>to)中时，由于导体热端的自由电子具有较大的动能，使得从热端扩散到冷端的电子数比从冷端扩散到热端的多，于是在导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。与接触电势形成原理相同，在导体两端产生了温差电动势，分别用e A(t，to）、e B(t，to)表示。 温差电动势的大小与导体的电子密度及两端温度有关。 2．热电偶回路总热电动势 热电偶回路的总热电动势包括两个接触电动势和两个温差电动势，即 E AB(t，to)=e AB(t)-e AB(to)-e A(t，to)+e B(t，to) （1.1） 由于热电偶的接触电动势远远大于温差电动势，且t＞to，所以总热电动势的方向取决于e AB(t)，故式(2.1)可以写为 E AB(t，to)=e AB(t)-e AB(to) （1.2） 显然，热电动势的大小与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关。热电偶回路中导体电子密度大的称为正极，所以A为正极，B为负极。 当热电偶两电极材料确定后，热电动势便是两接点温度t和to的函数差，即 E AB(t，to)=f(t)-f(to) （1.3） 如果使冷端温度to保持不变，热电动势就成为热端温度t的单一函数，即 E AB(t，to)=f(t)-C=φ(t) （1.4）