热电偶的简介
时间：2012-07-30 阅读：1373
热电偶的简介
热电偶（thermocouple）是一种被广泛应用的温度传感器，也被用来将热势差转换为电势差。它的价格低廉，易于更换，有标准接口，而且具有很大的温度量程。主要的局限是精度，小于1摄氏度的系统误差通常较难达到。
1821年，德国-爱沙尼亚物理学家汤玛斯·泽贝克（Thomas Seebeck）发现任何导体（金属）被施加热梯度时都会产生电压。现在这种现象被称为热电效应或Seebeck效应。若要测量这个电压，必须把“热”端连到另一导体上。增加的导体也会经历热梯度，自身也会产生一个电压，并与原来的电压抵消。幸运的是，热电效应中电压的大小取决于金属的种类。在电路中使用不同的金属会产生不同的电压，这个电压被称为热电势，因此存在一个很小的电压差值可以被测量，这个差值随温度的升高而增大。对于目前常用的金属组合，这个差值通常在1到大约70微伏每摄氏度之间。一些常用的固定组合成为工业标准，如选择热电偶类型时通常考虑到成本、适用、便利、熔点、化学性质、稳定性和输出。由于热电偶产生的电压很小，很多的应用是利用热电偶堆。
热电偶标准
当热电偶的正负极材料都确定以后，热电势的大小只与热电偶的两端温度有关。如果一段温度恒定（通常称为参比端），则热电势就只与热端温度有关。为了方便使用，常用的热电偶的热端温度所对应热电势的大小已经被制成标准表，称为热电偶的分度表，参比端温度为均为0°C。
类型
S型 -- 铂铑10合金/铂
这是一种贵金属热电偶，铂铑10合金（铂占90%，铑占10%）为正极，铂为负极。电极直径通常为0.5mm，长期使用温度可达1300°C，短期使用可达1600°C,有很好的复现性和稳定性，在适用温标中在630.74～1064.43°C范围内用它做标准仪器。这种热电偶的热势率较小，平均灵敏度为0.009mV/°C左右。价格很贵，非线性大，不能在还原性气氛及含有金属或非金属蒸汽的气氛中使用，在真空中可以短期使用。
B型 --铂铑30合金/铂铑6合金
长期使用的zui高温度可达1600°C，短期可达1800°C。性能稳定，测试准确度较高，适宜于氧化性介质和中性介质中使用，不能在还原性气氛及含有金属或非金属蒸汽的气氛中使用。热电势率比S型的更小。
K型 -- 镍铬合金 / 镍铝合金
这是zui常用的热电偶。温度量程自−200 °C到+1200 °C。磁性。敏感度41 µV/°C。
E型 -- 镍铬合金 / 铜镍合金
高输出（68 µV/°C），非磁性。
J型 -- 铁 / 铜镍合金
有*程（−40至+750 °C）。不可用于760 °C以上。敏感度~52 µV/°C。
T型 -- 铜 / 铜镍合金
有*程（−250至+350 °C）。敏感度~43 µV/°C。
N型 -- 镍铬硅合金 / 镍硅合金
高稳定性，抗高温氧化。可用于高于1200 °C。900 °C时，敏感度39 µV/°C，略低于K型。
热电堆
热电堆是一个将热能转变成电能的电子装置。通常是将热电偶进行串联，有时候是并联。电热堆并不能测量温度，不过可以输出一个与温度微差或温度梯度成比例的电压。
对同样的温度差而言，热电堆内的电动势要比单个温差电偶产生的大得多，用它制成的温差电偶温度计测温灵敏度也高。
热电堆是红外线温度计的关键成份，而红外线温度计是广泛的使用于专业医疗上的耳温测量。他们也广泛的使用于热通量感应器（例如：摩欧热堆或依珀利太阳热力计）与瓦斯炉的安全控管上。由热堆所产生的电压约有数十或数百毫伏特。与增加中的信号级别一样，这个装置也许会用在提供空间里的温度平均上。