热电偶的工作原理与冷端补偿

　　热电偶是工业测温常用的仪表，由于比热电阻等测温范围更宽，所以应用广泛。

　　一、工作原理

　　1.热电偶是温度测量仪器中常用的温度测量元件。它直接测量温度，将温度信号转换为热电势信号，将信号引入控制系统，通过温度变送器转换为4-20ma显示温度。

　　⒉热电偶温度测量的基本原理是，当两端有温度梯度时，电流通过两种不同成分的材料导体A和B。此时，两端之间存在电势-热电势，即所谓的塞贝克效应。

　　3.热电偶电极A、B两个接头通常采用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接。焊点应光滑、直径小、接触良好、牢固，以提高热电偶的灵敏度和耐久性。

　　4.两种不同成分的均质导体为热电极，高温端为工作端T，低温端为自由端T，通常在恒温下。电势的方向和大小与导体材料和两个连接点的温度有关。

　　这种现象被称为热电效应，由两个导体组成的电路被称为热电偶，这两个导体被称为热电极，电势被称为热电势。根据热电势与温度之间的函数关系制作热电偶分度表;

　　5.热电偶的热电位是热电偶工作端温度函数的差异，而不是热电偶冷端和工作端温差的函数。当热电偶材料均匀时，仅与热电偶材料的成分和两端温差有关。当确定热电偶的两个热电偶丝材料成分时，热电偶的热电位仅与热电偶的温差有关;如果热电偶的冷端温度保持在1，热电偶的热电位只是工作端温度的单值函数。

　　6.常用的热电偶分度号

　　①铂老10-铂热电偶(分度号)S)0-1600℃的测温范围;

　　②铂姥30-铂钝6热电偶(分度号)B)0-1700°C的测温范围;

　　③镍铬-镍硅热电偶(分度号)K)测温范围为-200-1200℃;

　　④镍铬-康铜热电偶(分度号)E)测温范围为-200- 900℃;

　　二、冷端补偿

　　自由端温度为0℃。根据时间条件，不同的热电偶尔有不同的分度表。根据热电效应原理，其热电势与两端温度有关0℃给出的条件。但在实际使用中，由于环境温度的影响，冷端往往靠近被测物体，其温度不能保持0℃，导致测量误差。

　　必须采取相应的补偿或修正措施。常用的方法有冷端恒温法、补偿导线法、补偿桥法、计算修正法等。

　　三、补偿导线

　　1.补偿线在一定温度范围内(0)-100℃)与热电偶和测量装置相同标称值的绝缘线连接，以补偿与热电偶连接处温度变化引起的误差。

　　2.热电偶材料属于贵金属，补偿导线相对便宜。热电偶输出的温度信号可以传输到远离数百米的控制室，并发送到显示器或控制器。

　　3.相当于将热电偶延伸到温度恒定的地方，解决了热电偶冷端在热设备附近造成的高温和温度不稳定问题，使用方便，常用于热电偶的安装。它们是特殊的导线，补偿导线只能与相应的热电偶一起使用，正极性和负极性是不可逆转的。