意大利ELSI 熱(re)電偶的工(gong)作原理是什(shen)么呢(ni)

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 熱電(dian)偶工(gong)作(zuo)原理(li)：

兩(liang)種不同成(cheng)份的導體（稱為(wei)(wei)熱電偶絲材或熱電極）兩(liang)端(duan)接(jie)合成(cheng)回路，當接(jie)合點的溫度不同時，在回路中就會產生電動勢，這種現象(xiang)稱為(wei)(wei)熱電效應(ying)，而這種電動勢稱為(wei)(wei)熱電勢。

熱電偶就是利(li)用(yong)這種原理進(jin)行(xing)溫度(du)測(ce)量(liang)的，其中，直接用(yong)作測(ce)量(liang)介(jie)質(zhi)溫度(du)的一端(duan)(duan)叫做工作端(duan)(duan)（也稱為測(ce)量(liang)端(duan)(duan)），另(ling)一端(duan)(duan)叫做冷端(duan)(duan)（也稱為補償(chang)端(duan)(duan)）； 冷端(duan)(duan)與顯示儀表(biao)(biao)或配套儀表(biao)(biao)連接，顯示儀表(biao)(biao)會(hui)指出熱電偶所(suo)產生的熱電勢(shi)。

熱(re)電(dian)偶實際上是一種(zhong)能量轉(zhuan)換(huan)器(qi)，它將(jiang)熱(re)能轉(zhuan)換(huan)為電(dian)能，用(yong)所產生(sheng)的熱(re)電(dian)勢(shi)測(ce)量溫度(du)，對于熱(re)電(dian)偶的熱(re)電(dian)勢(shi)，應注意如下幾個問(wen)題(ti)：

（1）熱(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)的熱(re)(re)電(dian)(dian)勢是熱(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)兩(liang)端溫(wen)度(du)函(han)數(shu)的差(cha)，而不(bu)是熱(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)兩(liang)端溫(wen)度(du)差(cha)的函(han)數(shu)；

（2）熱電偶所(suo)產生的熱電勢的大小，當熱電偶的材(cai)料是均勻(yun)時，與熱電偶的長度和(he)直徑無(wu)關，只與熱電偶材(cai)料的成份和(he)兩(liang)端的溫差有關；

（3）當熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)(de)兩個熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)絲(si)材料成份確(que)定(ding)(ding)后，熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)勢(shi)(shi)的(de)(de)(de)大小，只(zhi)與熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)(de)溫度(du)差有(you)關；若熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)冷端(duan)的(de)(de)(de)溫度(du)保(bao)持一定(ding)(ding)，這進熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)勢(shi)(shi)僅是工作端(duan)溫度(du)的(de)(de)(de)單值函數。

K型熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)作為一種溫度傳(chuan)感器，K型熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)通常和顯(xian)示儀(yi)表，記錄儀(yi)表和電(dian)(dian)子調節器配套使用。K型熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)可以(yi)直接測量各種生產中(zhong)從0℃到1300℃范圍的(de)液體(ti)蒸汽和氣體(ti)介質以(yi)及固(gu)體(ti)的(de)表面溫度。

K型熱(re)電偶是(shi)目前(qian)用(yong)量最大(da)的廉金屬(shu)熱(re)電偶，其用(yong)量為其他熱(re)電偶的總和。K型熱(re)電偶絲直徑一般為1.2mm～4.0mm。

正極（KP）的(de)名(ming)義(yi)化(hua)學(xue)成分為：Ni：Cr=90:10，負極（KN）的(de)名(ming)義(yi)化(hua)學(xue)成分為：Ni:Si=97：3，其使用溫度為-200℃~1300℃。

K型熱電(dian)偶具有(you)線(xian)性(xing)(xing)度好，熱電(dian)動勢(shi)較(jiao)大(da)，靈敏度高，穩定性(xing)(xing)和均勻性(xing)(xing)較(jiao)好，抗氧(yang)化性(xing)(xing)能強，價格便宜等優點，能用(yong)于氧(yang)化性(xing)(xing)惰性(xing)(xing)氣氛中(zhong)廣(guang)泛為(wei)用(yong)戶所采用(yong)。

K型熱電偶(ou)不(bu)能直接在高溫下用于硫，還原性(xing)或還原，氧(yang)化(hua)交替的(de)氣氛(fen)中和(he)真空中，也不(bu)推薦用于弱(ruo)氧(yang)化(hua)氣氛(fen)。

檢出(測(ce)溫)元件熱(re)電(dian)偶是工(gong)業上常用(yong)的溫度檢測(ce)元件之一。必須配二次儀表，其優(you)點是：

①測(ce)量(liang)精(jing)度高。因熱電偶直接與被測(ce)對象接觸，不受中間介質的(de)影響。

②測(ce)量范圍廣。常用的(de)熱(re)電偶從-50~+1600℃均(jun)可(ke)連(lian)續測(ce)量，某些特殊(shu)熱(re)電低可(ke)測(ce)到-269℃（如金鐵鎳(nie)鉻），最高可(ke)達+2800℃（如鎢-錸）。

③構造簡(jian)單(dan)，使用方(fang)便(bian)。熱電偶(ou)通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受(shou)大小和開(kai)頭的限制，外有(you)保護套管(guan)，用起來非常方(fang)便(bian)。

2根據(ju)溫度測量范(fan)圍(wei)及(ji)精(jing)度，選用相應分(fen)度號(hao)的熱電(dian)偶(ou)

使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)在1300~1800℃，要求精度(du)又(you)(you)比較(jiao)高(gao)時，一(yi)般(ban)選用(yong)(yong)B型(xing)熱(re)電偶(ou)；要求精度(du)不高(gao)，氣氛又(you)(you)允許可(ke)用(yong)(yong)鎢(wu)錸熱(re)電偶(ou)，高(gao)于1800℃一(yi)般(ban)選用(yong)(yong)鎢(wu)錸熱(re)電偶(ou)；使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)在1000~1300℃要求精度(du)又(you)(you)比較(jiao)高(gao)可(ke)用(yong)(yong)S型(xing)熱(re)電偶(ou)和N型(xing)熱(re)電偶(ou)。

在1000℃以(yi)下(xia)一(yi)般用K型熱電偶(ou)和N型熱電偶(ou)，低(di)于(yu)400℃一(yi)般用E型熱電偶(ou)；250℃下(xia)以(yi)及負溫(wen)測量一(yi)般用T型電偶(ou)，在低(di)溫(wen)時T型熱電偶(ou)穩定而且(qie)精度高(gao)。

在(zai)熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)回路中接入第三種金屬材料時(shi)，只要(yao)該材料兩個接點的(de)溫度相同，熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)所產生的(de)熱(re)電(dian)(dian)(dian)勢將保持不變(bian)，即不受第三種金屬接入回路中的(de)影響。因此(ci)，在(zai)熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)測溫時(shi)，可(ke)接入測量儀表，測得熱(re)電(dian)(dian)(dian)動勢后，即可(ke)知(zhi)道(dao)被測介(jie)質的(de)溫度。

熱電偶測量(liang)(liang)溫度(du)時(shi)要(yao)求其冷端(duan)(duan)（測量(liang)(liang)端(duan)(duan)為熱端(duan)(duan)，通(tong)過引線(xian)與測量(liang)(liang)電路連接的端(duan)(duan)稱為冷端(duan)(duan)）的溫度(du)保持不變，其熱電勢大小才與測量(liang)(liang)溫度(du)呈一(yi)定的比例關系。若測量(liang)(liang)時(shi)，冷端(duan)(duan)的（環境）溫度(du)變化，將嚴(yan)重影響(xiang)測量(liang)(liang)的準確性。

在冷(leng)端(duan)采(cai)取一定措(cuo)施(shi)補償由于冷(leng)端(duan)溫度變化造成的影響(xiang)稱為熱電偶的冷(leng)端(duan)補償正常。與測量儀(yi)表連接用專用補償導線(xian)。

熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶的技術優(you)勢：熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶測溫(wen)范圍寬(kuan)，性(xing)能比擬穩定；丈(zhang)量精度高，熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶與被測對象直接接觸，不受中(zhong)間介質的影響(xiang)(xiang)；熱(re)響(xiang)(xiang)應(ying)時間快(kuai)，熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶對溫(wen)度變化反(fan)響(xiang)(xiang)靈活；丈(zhang)量范圍 大，熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶從(cong)-40~+ 1600℃ 均可連續測溫(wen)；熱(re)電(dian)(dian)(dian)偶性(xing)能牢靠， 機(ji)械強度好。運用壽命長，裝(zhuang)置(zhi)便當。

電(dian)偶必(bi)需(xu)(xu)是(shi)由(you)兩種性質不(bu)同但契合一定要求(qiu)的(de)導體（或半導體）材料構成回路。熱(re)電(dian)偶丈(zhang)量(liang)端(duan)和參考端(duan)之間必(bi)需(xu)(xu)有(you)溫差。

將兩種不(bu)同資(zi)料的導(dao)(dao)體或(huo)半導(dao)(dao)體A和(he)B焊(han)接起來(lai)，構(gou)成(cheng)一個(ge)閉合(he)回路。當導(dao)(dao)體A和(he)B的兩個(ge)執著點1和(he)2之(zhi)間存在溫差時，兩者之(zhi)間便產生(sheng)電(dian)(dian)動勢,因此在回路中構(gou)成(cheng)一個(ge)大小的電(dian)(dian)流,這 種現(xian)象稱為熱電(dian)(dian)效(xiao)應(ying)。熱電(dian)(dian)偶就是應(ying)用這一效(xiao)應(ying)來(lai)工作的。

熱電偶冷端補(bu)償計算方法：

從毫伏到(dao)溫(wen)(wen)度(du)：測量冷(leng)端溫(wen)(wen)度(du)，換(huan)算為對應(ying)毫伏值，與(yu)熱(re)電偶的(de)毫伏值相加(jia)，換(huan)算出溫(wen)(wen)度(du)；

從溫(wen)度到毫(hao)(hao)伏：測量出(chu)實際溫(wen)度與冷(leng)端溫(wen)度，分別換算為毫(hao)(hao)伏值，相減後得(de)出(chu)毫(hao)(hao)伏值，即(ji)得(de)溫(wen)度。

在(zai)生產中由于被測對象(xiang)不同，環境條件不同，測量(liang)要(yao)求不同，和熱電(dian)阻的(de)安(an)(an)裝方(fang)法(fa)及采取的(de)措施也不同，需要(yao)考慮的(de)問題比較多，但原則上可以從測溫的(de)準(zhun)確性、安(an)(an)全性、維修方(fang)便三個(ge)方(fang)面來考慮。

為(wei)避免測溫(wen)元(yuan)件(jian)損(sun)壞，應保證其有(you)足(zu)夠(gou)的機械強(qiang)度，為(wei)保護(hu)感溫(wen)元(yuan)件(jian)不受磨(mo)損(sun)應加保護(hu)屏或(huo)保護(hu)管(guan)等(deng)，為(wei)確保安全、可靠，測溫(wen)元(yuan)件(jian)的安裝方法應視具體情況（如待測介(jie)質的溫(wen)度、壓力(li)、測溫(wen)元(yuan)件(jian)的長度及其安裝位置、形式等(deng)）而定。

凡(fan)安(an)(an)裝(zhuang)承受壓力的測溫(wen)元件，都必須保(bao)(bao)證其密封性。高(gao)溫(wen)下工作(zuo)的熱(re)電偶，為防止保(bao)(bao)護(hu)管在(zai)高(gao)溫(wen)下產生(sheng)變形，一般應垂(chui)直安(an)(an)裝(zhuang)，若(ruo)必須水平安(an)(an)裝(zhuang)則(ze)不宜過長(chang)，并用(yong)支架保(bao)(bao)護(hu)熱(re)電偶。若(ruo)測溫(wen)元件安(an)(an)裝(zhuang)于介質流速較大的管道中，則(ze)其應傾斜安(an)(an)裝(zhuang)。

熱(re)電阻和熱(re)電偶有什么區別

熱電阻和熱電偶都是溫度(du)傳感器，但在工作原理(li)、溫度(du)范圍、精度(du)和靈敏(min)度(du)以及使用環境等方面(mian)存在明顯(xian)的區別。

    工作原理(li)：熱電(dian)阻利用電(dian)阻與溫(wen)度(du)(du)呈線性關系來測(ce)量溫(wen)度(du)(du)，即溫(wen)度(du)(du)變化(hua)導致電(dian)阻值的(de)(de)變化(hua)。而熱電(dian)偶則是(shi)利用熱電(dian)效應來測(ce)量溫(wen)度(du)(du)，通(tong)過兩(liang)種(zhong)不(bu)同金屬的(de)(de)連(lian)接產(chan)生(sheng)熱電(dian)勢差來測(ce)量溫(wen)度(du)(du)。

    溫(wen)(wen)度范圍(wei)(wei)：熱電(dian)阻一般適用于低溫(wen)(wen)到中溫(wen)(wen)范圍(wei)(wei)，通常可以測量-200℃到850℃的(de)溫(wen)(wen)度范圍(wei)(wei)。而(er)熱電(dian)偶適用于較高溫(wen)(wen)度范圍(wei)(wei)，可以測量從-270℃到2300℃的(de)溫(wen)(wen)度范圍(wei)(wei)。

    精度(du)(du)和靈敏度(du)(du)：熱電(dian)(dian)偶(ou)的(de)溫度(du)(du)測量精度(du)(du)較(jiao)(jiao)高，通常可以達到(dao)0.1℃左右(you)，而熱電(dian)(dian)阻的(de)測量精度(du)(du)一般(ban)較(jiao)(jiao)熱電(dian)(dian)偶(ou)略低。此(ci)外，熱電(dian)(dian)偶(ou)對溫度(du)(du)變化的(de)響應(ying)速(su)度(du)(du)較(jiao)(jiao)快，靈敏度(du)(du)較(jiao)(jiao)高。

    使用環(huan)境：熱電阻對環(huan)境要求較為嚴格，一般不(bu)適用于容(rong)易腐(fu)蝕、振動或(huo)受磁(ci)場(chang)干(gan)擾的場(chang)合。相比之下(xia)，熱電偶可(ke)以在端(duan)的環(huan)境下(xia)使用，如高(gao)壓、強(qiang)磁(ci)場(chang)和(he)腐(fu)蝕環(huan)境下(xia)。

    信號性質：熱電(dian)(dian)阻(zu)(zu)本身是電(dian)(dian)阻(zu)(zu)，溫(wen)度的變(bian)化(hua)使電(dian)(dian)阻(zu)(zu)產生正的或(huo)者負的阻(zu)(zu)值(zhi)變(bian)化(hua)；而(er)熱電(dian)(dian)偶是產生隨溫(wen)度變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)的感應電(dian)(dian)壓。

    材(cai)料差(cha)異：熱電阻是(shi)一種金(jin)屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料，具有溫(wen)度敏感變化(hua)的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料；熱電偶是(shi)雙金(jin)屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料，即(ji)兩種不同的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)，由于溫(wen)度的(de)變化(hua)，在兩個不同金(jin)屬(shu)(shu)(shu)絲(si)的(de)兩端(duan)產生電勢差(cha)。

    綜上所述，熱電阻和熱電偶(ou)在工作原理、溫度(du)范圍、精(jing)度(du)和靈(ling)敏度(du)以及(ji)使用環境(jing)等(deng)方面(mian)存在明顯(xian)的區(qu)別(bie)。在選(xuan)擇溫度(du)傳感器時，需(xu)要(yao)根據具體的使用環境(jing)和測量(liang)要(yao)求來選(xuan)擇合適的類型。