热电偶的工作原理及结构
热电偶的工作原理及结构
热电偶工作原理及结构检修岗位1.懂工作原理1.1热电偶测温原理两种电子密度不同的导体构成闭合回路，如果两接头的温度不同,回路中就有电流产生，这种现象成为热电现象，相应的电动势成为温差电势或者热电势,它与温度有一定的函数关系，利用此关系就可测量温度。
这种现象包含的原理有：帕尔帖定理----不同材料结合在一起，在其结合面产生电势。
汤姆逊定理---由温差引起的电势。
当组成热电偶的导体材料均匀时，其热电势的大小与导体本身的长度与直径大小无关，只与导体材料的成份及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或者半导体可做成各种用途的热电偶, 以满足不同温度对象测量的需要。
1.2热电偶三大定律均质导体定律由单一均质金属所形成之封闭回路，沿回路上每一点即使改变温度也不11 会有电流产生。
亦即，E = Oo由2种均质金属材料A与B所形成的热电偶回路中，热电势E与接点处温度t、t的相关函%1 2数关系，不受A与B 之中间温度t与t3 4之影响。
中间金属定律在由A与B所形成之热电偶回路两接合点以外的任意点插入均质的第h三金属C, C之两端接合点之温度七3若为相同的话，E不受c 插入之影响。
在由A 与B 所 形成之热电偶回路, 将A 与B 的接合点 打开并插入均质的 金属C 时，A 与C 接合点的温度与打 开前接合点的温度 相等的话，E 不受C 插入的影响。
之中间金属C,形成C点温度保持t 与t12的情况下，E +ACE = E oCB AB中间温度定律如右图所示, 对由A 与B 所形成 之热电偶插入第3由A 与C 、C 与B 之2组热电偶。
接合 AB如右图所本任意数的异种金属A、B、c・• • G 所形成的封闭回路，封闭回路之全体或者是全部的接合点保持在相等的温度时，此回路的E=0o如右图所示，A与B所形成之热电偶，两接合点之温度为tl与t2时之E门为E12,12与t3时之E 为E13的话,E12 + E23 = E13o此时，称t2为中间温度。
热电偶的结构和工作原理
热电偶的结构和工作原理
热电偶是工业上zui常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即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。
作为工业测温中zui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。
其优点是：
①测量精度高；②测量范围广；③构造简单，热电偶使用方便。
热电偶测温基本原理
热电偶是一种感温元件,是一次仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 再通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。
两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。
根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。
因此, 在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。
热电偶的基本原理和组成结构
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铁丝
铜丝
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0.00
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0.11
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-0.11
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热电偶测温原理
• 1.热电效应
两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若 两接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这 种现象称为热电效应，该电动势称为热电势。
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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。
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热电偶参数分析及选型（例）
在陶瓷产品的烧制过程中，温度的控制极其重要。传统 的陶瓷烧制，会有一个专门的掌火师傅负责整个陶瓷烧制过程 温度的控制。这种掌火师傅往往需要几十年才能培养出一个， 这不仅需要经验的积累，更需要天赋。现代，即使在景德镇， 这种传统掌火师傅已经寥寥无几。现代工艺的陶瓷烧制都是靠 先进的自动化设备来进行控温。这些设备通过测量外炉壁的温 度来能判断炉内温度。陶瓷烧制炉外炉壁的表面温度大概为几 十摄氏度到1000℃之间。 （选择一款热电偶温度传感器测量陶瓷烧制外炉壁表面温 度。）
（0.01～0.1μm）
薄膜热电偶示意图
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热电偶选型依据
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热电偶选型依据
热电偶型号如何选定及注意事项 热电偶选型关注点通常为：型号、分度号、防爆等级、 精度等级、装固定形式、保护管材质、长度或插入深度等， 同时，在选型时应注意一下几个方面：
（1）热电偶的测量精度和温度测量范围； （2）热电偶的耐久性及热响应时间； （3）热电偶的使用环境； （4）测量介质的情况； （5）参考相关技术标准要求进行选型；
经济效益好等很多优点。
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（3）热电偶的使用环境。如果热电偶保护管密
封性能比较好，当然就对这方面不太有要求。一
热电偶工作原理及简图
热电偶工作原理及简图
热电偶是一种常用的温度测量仪器，它利用热电效应来测量温度。
热电偶由两
种不同金属导线焊接在一起制成，当两种金属导线的焊点处于不同温度时，就会产生热电势差，从而产生电流。
这种电流与焊点的温度差成正比，因此可以通过测量电流来间接测量温度。
热电偶的工作原理主要基于两种热电效应，塞贝克效应和泊松效应。
塞贝克效
应是指当两种不同金属导体形成闭合回路时，如果两个焊点处于不同温度，就会在闭合回路中产生电动势。
而泊松效应则是指当两种不同金属导体形成开路时，如果两个焊点处于不同温度，就会在开路中产生电动势。
热电偶的工作原理可以用一个简单的示意图来说明，两种不同金属导线A和B
焊接在一起，形成闭合回路。
当焊点处于不同温度时，就会在闭合回路中产生电动势，从而产生电流。
通过测量这个电流的大小，就可以间接测量焊点的温度差，进而得知温度。
热电偶的工作原理虽然简单，但是其测量温度的精度很高，可以达到几个小数
点的精度。
因此，在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
热电偶的优点还包括响应速度快、结构简单、成本低廉等，因此被广泛应用于各种温度测量场合。
总之，热电偶是一种利用热电效应来测量温度的仪器，其工作原理简单而精确，因此在各种工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
通过测量热电偶产生的电流，可以间接测量温度，其测量精度高，响应速度快，结构简单，成本低廉，是一种非常实用的温度测量仪器。
热电偶工作原理图
热电偶工作原理图
热电偶是一种常用的温度测量仪器，它利用两种不同金属导体的热电势差来测
量温度。
热电偶的工作原理图如下：
1. 金属导体。
热电偶由两种不同金属导体组成，通常是铂铑合金和铜或铁。
这两种金属导体
的热电势差会随温度的变化而改变，因此可以通过测量热电势差来确定温度的变化。
2. 热电势差。
当两种不同金属导体的接触处形成温差时，就会产生热电势差。
这是由于两种
金属导体的电子云结构和电子迁移率不同所致。
热电势差的大小与温度差成正比，因此可以通过测量热电势差来确定温度的大小。
3. 温度测量。
将热电偶的两端连接到温度测量仪器上，通过测量热电势差的大小来确定温度
的变化。
由于热电势差与温度成正比，因此可以通过标定热电偶的热电势差-温度
曲线来确定温度的大小。
4. 应用领域。
热电偶广泛应用于工业生产和科学研究中，用于测量高温、低温和变温环境下
的温度。
由于热电偶具有响应速度快、测量范围广、价格低廉等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
总结。
热电偶是一种利用两种不同金属导体的热电势差来测量温度的仪器。
其工作原
理是利用两种金属导体的热电势差随温度变化而改变的特性，通过测量热电势差来
确定温度的大小。
热电偶在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用，具有响应速度快、测量范围广、价格低廉等优点。
热电偶的测温原理
热电偶的测温原理热电偶是一种常用的温度传感器，其测量原理基于热电效应。
本文将从热电效应、热电偶的结构、工作原理和特点四个方面进行详细阐述。
一、热电效应热电效应是指在两种不同金属或半导体接触处，当两端温度不同时，会产生一定的电动势。
这种现象被称为“塞贝克效应”或“塞贝克-康普顿效应”。
塞贝克效应是指在两种不同金属接触处，当两端温度不同时，会产生一定的电动势。
其大小与两种金属的材料及其温度差有关。
若以铁-铜为例，当铁端温度高于铜端时，会产生一个由铜到铁的正向电动势；反之则产生一个由铁到铜的反向电动势。
康普顿效应是指在两种半导体接触处，当两端温度不同时，也会产生一定的电动势。
其大小与半导体材料及其温度差有关。
二、热电偶的结构热电偶通常由两根不同材料的金属线组成，通过焊接或电子焊接方式连接成一体。
其中一根金属线被称为“热端”，另一根金属线被称为“冷端”。
常用的热电偶材料包括K型、J型、T型和E型等，每种材料的热电特性不同，适用于不同的温度范围。
三、热电偶的工作原理当热电偶的热端与被测物体接触时，由于两者温度不同，会产生一定的塞贝克效应或康普顿效应。
这时，热端产生一个电动势，在冷端处形成一个开路电压。
如果将冷端与参考温度相连，则在回路中形成一个闭合回路。
由于热电偶材料的选择和焊接方式等因素会影响测量精度和灵敏度，因此需要对其进行校准。
通常采用比较法或标准点法进行校准。
四、热电偶的特点1. 精度高：由于热电偶测量原理基于物理效应而非化学反应，因此具有高精度和稳定性。
2. 温度范围广：不同材料的热电偶适用于不同的温度范围，可覆盖从低温到高温的各种测量需求。
3. 抗干扰能力强：热电偶由两根金属线组成，其本身就具有抗干扰能力。
此外，热电偶还可以采用屏蔽、隔离等措施进一步提高抗干扰能力。
4. 使用方便：热电偶体积小、重量轻，易于安装和携带。
同时，由于其输出信号为电压信号，在处理和传输方面也比较方便。
总之，热电偶是一种常用的温度传感器，其测量原理基于热电效应。
介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围
介绍热电偶及热敏电阻的工作原理和结构特征以及测量范围热电偶和热敏电阻都是常见的温度传感器，它们的工作原理和结构特征以及测量范围如下：一、热电偶1. 工作原理：热电偶是基于热电效应原理工作的。
当两种不同的金属连接在一起形成一个回路时，如果两个连接点之间存在温度差，就会在回路中产生电动势，这个电动势称为热电势。
热电势的大小与两个连接点之间的温度差成正比，通过测量热电势的大小就可以得到被测温度。
2. 结构特征：热电偶通常由两根不同材质的金属线组成，一端连接在一起形成测量结点，另一端连接到测量仪器。
常见的热电偶包括 S、B、K、E、J、T 等类型，每种类型的热电偶由不同的金属线组成，具有不同的温度测量范围和特性。
3. 测量范围：热电偶的测量范围非常广泛，一般可以从零下 200℃到 1700℃甚至更高。
不同类型的热电偶适用于不同的温度范围，例如 S 型热电偶适用于 1600℃以上的高温测量，B 型热电偶适用于 1000℃至 1800℃的高温测量，而 K 型热电偶适用于 0℃至 1300℃的中高温测量。
二、热敏电阻1. 工作原理：热敏电阻是一种半导体传感器，其电阻值随温度的变化而变化。
热敏电阻的电阻值与温度之间存在一定的函数关系，可以通过测量电阻值的变化来间接测量温度。
2. 结构特征：热敏电阻通常由半导体材料制成，具有很小的尺寸和很高的灵敏度。
常见的热敏电阻包括负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC）热敏电阻。
NTC 热敏电阻的电阻值随着温度的升高而降低，而 PTC 热敏电阻的电阻值随着温度的升高而升高。
3. 测量范围：热敏电阻的测量范围一般比较窄，通常在零下 50℃到 200℃之间。
不同类型的热敏电阻具有不同的温度特性和测量范围，例如 NTC 热敏电阻适用于低温测量，而PTC 热敏电阻适用于中高温测量。
热电偶和热敏电阻各有其优点和适用范围。
热电偶具有广泛的测量范围和较高的精度，但需要注意热电偶的冷端补偿。
热电偶的工作原理
热电偶的工作原理热电偶是一种常见的温度测量电器。
它通过利用热电效应实现温度的测量。
在本文中，我们将介绍热电偶的工作原理以及其应用。
热电效应热电效应是指材料在加热或冷却时产生的电压差，从而形成电流。
这种效应分为三种类型：Seebeck效应，Peltier效应和Thomson效应。
其中，Seebeck效应是热电偶测量中最基本的原理。
它指的是当两种不同的金属连接到一起时，如果连接处有温差，温度高的金属会释放电子，从而形成电流。
这个电压差被称为Seebeck电势差。
这种效应只适用于金属材料。
热电偶的工作原理热电偶是由两种不同的金属材料组成的。
这两种金属材料会被连接在一起形成一个导体回路。
当温度差异存在于连接处时，Seebeck效应会产生一个电势差。
这个电势差随着温度差异的增加而增加。
一般情况下，热电偶的工作原理可以描述如下：•将两种不同的金属材料连接在一起形成一个导体回路。
•通过连接处加热或冷却来产生温度差异。
•温度差异会导致Seebeck效应产生一个电势差。
•测量电势差来确定温度差异的大小，从而得出温度。
热电偶的优点与其他测温方法相比，热电偶有以下优点：•热电偶相对简单，容易制造，并且成本较低。
•热电偶对于高温、低温等极端条件下的温度测量性能较好。
•热电偶能够快速响应温度变化并且能够提供高精度的温度测量。
热电偶的应用热电偶广泛应用于各种领域，如下所述：工业应用热电偶在工业应用中被广泛使用，例如：•锅炉测温•冶金和铸造过程温度监控•热处理设备温度测量科学研究热电偶在科学研究中也有广泛的应用，例如：•研究地球的物理性质•用于材料科学中的物理性质测量•温度实验的传感器其他应用热电偶还可以应用在以下领域：•医疗设备中•家电中•石油和天然气开采结论虽然热电偶已经被用于多个领域，但它仍然是一种简单而有效的温度测量方法。
由于热电偶有着广泛的应用领域，研究热电偶的工作原理和应用是有意义的。
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热电偶工作原理及结构
检修岗位
1.懂工作原理
1.1热电偶测温原理
两种电子密度不同的导体构成闭合回路,如果两接头的温度不同,回路中就有电流产生,这种现象成为热电现象,相应的电动势成为温差电势或热电势,它与温度有一定的函数关系,利用此关系就可测量温度。
这种现象包含的原理有: 帕尔帖定理----不同材料结合在一起,在其结合面产生电势。
汤姆逊定理---由温差引起的电势。
当组成热电偶的导体材料均匀时,其热电势的大小与导体本身的长度和直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或半导体可做成各种用途的热电偶,以满足不同温度对象测量的需要。
1.2热电偶三大定律
均质导体定律
由单一均质金属所形成
之封闭回路，沿回路上每一
点即使改变温度也不会有电
流产生。
亦即，E = 0。
由2种均质金属材料A 与B所形成的热电偶回路中，热电势E与接点处温度t1、t2的相关函数关系，不受A与B之中间温度t3与t4之影响。
中间金属定律
在由A与B所形成之热电偶回路两接合点以外的任意点插入均质的第三金属C，C之两端接合点之温度t3若为相同的话，E不受C插入之影响。
在由A与B所形成之热电偶回路，将A与B的接合点打开并插入均质的金属C 时，A与C接合点的温度与打开前接合点的温度相等的话，E不受C插入的影响。
如右图所示，对由A 与B所形成之热电偶插入第3之中间金属C，形成由A 与C、C与B之2组热电偶。
接合点温度保持t1与t2的情况下，E AC + E CB = E AB。
中间温度定律
如右图所示任意数的异种金属A、B、C‧‧‧G所形成的封闭回路，封闭回路之全体或是全部的接合点保持在相等的温度时，此回路的
E=0。
如右图所示，A与B所形成之热电偶，两接合点之温度为t1与t2时之E为E12，t2与t3时之E为E13的话，E12 + E23 = E13。
此时，称t2为中间温度。
以中间温度t2选择如0℃这样的标准温度，求得相对0℃任意的温度t1、t2、t3‧‧‧tn之热电动势，任意两点间之热电动势便可以计算求得。
如右图所示，对于使用补偿导线之热电偶回路适用以上之观念。
A与B为热电偶，C 与D为A、B用之补偿导线，M为数字电压计，计算后可得下面关系式：
E = E AB (t1) －E AB (t3)
也就是说，M所测定之电位差是由t1、t3所决定，
不受t2之影响。
2.懂设备结构
2.1热电偶的结构
热电偶是有两根不同导体(或称电极)构成的.这两根导体一端焊接在一起,成为热端(或称工作端),测温时将此端处于被测介质中。
另一端称为冷端(或自由端),接入二次仪表(显示仪表)或电测设备。
a、普通型热电偶:是应用最多的,主要用来测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。
根据测温范围及环境的不同,所用的热电偶电极和保护套管的材料也不同,但因使用条件基本类似,所以这类热电偶已标准化、系列化。
按其安装时的连接方法可分为螺纹连接合法兰连接两种。
b、铠装热电偶:又称缆式热电偶,是由热电极(多数采用的是铂丝,也有用镍丝的)、绝缘材料(通常为氧化镁粉末)和金属保护管三者结合,经拉制而成一个坚实的整体。
铠装热电偶有单支(双芯)和双支(四芯)之分,其测量端有露头型、接壳型和绝缘型三种基本形式。
铠装热电偶的参比端(接线盒)形式有简易式、防水式、防溅式、接插式和小接线盒式等。
铠装热电偶具有体积小、精度高、反应迅速、耐震动、耐冲击、机械强度高、可绕性好、寿命长、便于安装等优点。
外形尺寸有φ5、φ6、φ8多种,长度为10~1000mm。
2.2、常用热电偶种类(八种)
B型------铂铑30-铂铑6 R型-----铂铑13-铂
S型------铂铑10-铂E型------镍铬-康铜
J型------铁-康铜K型------镍铬-镍铝
T型------铜-康铜N型------镍铬硅-镍硅
其中:B、R、S属于贵金属热电偶;K、E、N、J属于廉金属热电偶; T型热电偶用于测量低温。
3.会异常分析
3.1热电偶测温系统常见故障原因及处理方法
4.能遵守工艺纪律
4.1热电偶安装及注意事项
a在管道安装中，感温元件的工作端应置于管道中流速最大处。
热电偶的保护套管的末端应越过流束中心线5~10mm。
b感温元件与被测介质形成逆流，应迎着气流流向插入，至少应与被测介质流束方向成90°。
特别情况下也不能顺流安装测温元件，否则会产生测温误差。
c 插深一般不应小于300mm，如果插入深度不够，外露部分又空气流通，这样所测出的温度比实际温度低3~4度。
d在测温元件安装时，应防止电磁场干扰的引入而影响准确测量。
在接线时一定要确保良好接触，拧紧空心螺栓，然后盖紧接线盒盖子，对不得不露在空中的热电偶最好加防雨措施，以防雨淋损坏元件。
为保护补偿导线不受外来的机械损伤和由于外磁场而造成对仪表的影响，补偿导线应加以屏蔽，并且不准有曲折迂回的情况。
e热电偶和热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换。
f测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上（即保护管插入深度应为管径的一半）。
g热电偶的冷端应处在同一环境温度下，应使用同型号的补偿导线，且正负要接对。
h高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
4.2必须遵守的工艺纪律。