温度传感器热电偶的应用原理

温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。热电阻和热电偶是工业界应用最为广泛的温度检测器件。热电偶由于构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热以及机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于工业中高温区域的温度测量。但其灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。温度传感器热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。

其优点是

①测量精度高。因温度传感器热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

②测量范围广。常用的温度传感器热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊温度传感器热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。

③构造简单，使用方便。温度传感器热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
　　

1、温度传感器热电偶测温基本原理
　　

将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。
　　

2、温度传感器热电偶的种类及结构形成
　　

（1）温度传感器热电偶的种类
　　

常用温度传感器热电偶可分为标准温度传感器热电偶和非标准温度传感器热电偶两大类。所谓标准温度传感器热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的温度传感器热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化温度传感器热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化温度传感器热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化温度传感器热电偶 我国从1988年1月1日起，温度传感器热电偶和温度传感器热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化温度传感器热电偶为我国统一设计型温度传感器热电偶。
　　

（2）温度传感器热电偶的结构形式
　　

为了保证温度传感器热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：

① 组成温度传感器热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；

②  两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；

③  补偿导线与温度传感器热电偶自由端的连接要方便可靠；

④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
　　

3、温度传感器热电偶冷端的温度补偿
　　

由于温度传感器热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵 金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热 电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把温度传感器热电偶的冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，温度传感器热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使温度传感器热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
　　

在使用温度传感器热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与温度传感器热电偶连接端的温度不能超过100℃。