熱電偶溫度傳感器基礎知識

更新時間：2025-06-11

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熱電偶溫度傳感器是工業(yè)上常用的溫度檢測元件之一, 屬于接觸式測溫類別。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。熱電效應指的是把兩種不同的導體或半導體連接組成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中會產(chǎn)生熱電勢的現(xiàn)象。產(chǎn)生的熱電勢也有兩種形式，分別是溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢也就不同，而接觸電勢則是當兩種不同的導體相接觸時，由于它們的電子密度不同而產(chǎn)生一定的電子擴散，當達到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質(zhì)以及它們接觸點的溫度。

熱電偶溫度傳感器應用如此廣泛主要在于它測溫范圍寬（-270℃到+2800℃），精度高（與被測對象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響），性能比較穩(wěn)定，同時結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應好，更能夠遠傳4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配后，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。為了保證熱電偶溫度傳感器可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：組成熱電偶的兩個熱電極必須焊接牢固；兩個熱電極彼此之間要有很好地絕緣，防止出現(xiàn)短路現(xiàn)象；補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離等等。

目前國際上應用的熱電偶都具有一個標準規(guī)范，將其分為八個不同的分度，分別為B，R，S，K，N，E，J和T，其中B，R，S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，在使用的時候測溫點到儀表的距離又比較遠，所以熱電偶的電信號需要用一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線，補償導線把熱電偶的冷端延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。不同的熱電偶溫度傳感器需要不同的補償導線，補償導線主要有補償型和延長型兩種，延長導線的化學成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤菍嶋H中，延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補償導線的紅色線，而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。必須指出，熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。

除了應用熱電偶作為溫度傳感器的測溫材料外，其他還有熱敏電阻等等，相比熱電偶來說，熱電阻的測溫范圍就比較窄，但它具有良好的線性關系。使用的時候，根據(jù)不同的條件，選擇適當?shù)臏囟葌鞲衅鳟a(chǎn)品進行測量。