熱電偶測溫的基本原理

　　目前市場上暢銷的溫度采集模塊，其中一大部分設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)，是基于熱電偶技術(shù)原理的。熱電偶是一種感溫元件，是一次儀表，直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號， 再通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。

　　熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成分的材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢-熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。

　　兩種不同成分的均質(zhì)導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的關(guān)系， 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。

　　在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時， 只要該材料兩個接點的溫度相同， 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此， 在熱電偶測溫時， 可接入測量儀表， 測得熱電動勢后， 即可知道被測介質(zhì)的溫度。 熱電偶將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。

　　當導體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。

　　兩種不同成分的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路，當接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端)，另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。

　　熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢，應(yīng)注意如下幾個問題：

　　1、熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù);

　　2、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關(guān);

　　3、當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān);若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。