熱電偶是基于“溫差電效應(yīng)”的測輻射熱器件。1. 溫差電效應(yīng)：簡單地說，就是在由兩種不同的金屬導體或是半導體材料構(gòu)成的結(jié)點處，可以產(chǎn)生接觸電動勢。將這兩種不同的材料連接成一對節(jié)點構(gòu)成的閉合回路，并使其中一個結(jié)點接受輻射（熱輻射或光輻射），則該節(jié)點就會產(chǎn)生“溫度升高”，與另一個沒有接受輻射的結(jié)點之間出現(xiàn)溫度差，導致兩個結(jié)點的接觸電動勢不同，從而在閉合回路中產(chǎn)生電流。這種效應(yīng)也叫作“塞貝克效應(yīng)”。2. 測溫原理：使用熱電偶時，通常利用其中一個結(jié)點作為測量端（熱端），用于吸收熱輻射而產(chǎn)生“溫升”，而另一結(jié)點作為參考端（冷端），并維持恒溫。下圖為簡單測試原理結(jié)構(gòu)圖。通過檢測電流的大小就可以探測熱輻射的大小，繼而完成測溫。

1.定義: 由兩種導體組合而成,將溫度轉(zhuǎn)化為熱電動勢的傳感器叫做熱電偶。

2. 測溫原理 : 熱電偶的測溫原理基于熱電效應(yīng)。


將兩種不同材料的導體 A 和 B 串接成一個閉合回路，當兩個接點 1 和 2 的溫 度不同時，如果 T ＞ T 0 （如上圖 12-1熱電效應(yīng)）， 在回路中就會產(chǎn)生熱電動勢， 在回路中產(chǎn)生一定大小的電流，此種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng) 。


熱電動勢記為 EAB ，導體 A 、 B 稱為熱電極。接點 1 通常是焊接在一起的， 測量時將它置于測溫場所感受被測溫度，故稱為測量端（或工作端，熱 端）。


接點 2 要求溫度恒定，稱為參考端（或冷端）。


3.熱電效應(yīng)


??導體 A 和 B 組成的熱電偶閉合電路在兩個接點處分別由eAB （T） 與 eAB （T0 ）兩個接觸電勢 ，又因為 T ＞ T0 ，在導體 A 和 B 中還各有一 個溫差電勢。所以閉合回 路總熱電動勢 EAB （T,T0 ） 應(yīng)為接觸電動勢和溫差電勢的代數(shù)和，即：


4.閉合回路總熱電動勢


??對于已選定的熱電偶，當參考溫度恒定時，總熱電動勢就變成測量端溫度 T 的單值函數(shù)，即 EAB （ Ｔ , T 0 ）= f （ T ） 。這就是熱電偶測量溫度的基本原理。


??在實際測溫時，必須在熱電偶閉合回路中引入連接導線和儀表。


三、有關(guān)熱電偶測溫的基本原則


??由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路，不論導體的橫截面積，長度以及溫度分布如何均不產(chǎn)生熱電動勢。


??如果熱電偶的兩根熱電極由兩種均質(zhì)導體組成，那么，熱電偶的熱電動勢僅與兩接點的溫度有關(guān)，與熱電偶的溫度分布無關(guān)；


??如果熱電極為非均質(zhì)電極，并處于具有溫度梯度的溫場時，將產(chǎn)生附加電勢，如果僅從熱電偶的熱電動勢大小來判斷溫度的高低就會引起誤差。


??1.中間導體定則:


   2. 均質(zhì)導體定則
??在熱電偶回路中接入第三種材料的導體，只要兩端的溫度相等，該導體接入就不會影響熱電偶回路的總熱電動勢。根據(jù)這一定則，可以將熱電偶的一個接點斷開接入 第三種導體 ，也可以將熱電偶的一種導體斷開接入第三種導體，只要每一種導體的兩端溫度相同，均不影響回路的總熱電動勢。


在實際測溫電路中，必須有連接導線和顯示儀器，若把連接導線和顯示儀器看成第三種導體 ，只要他們的兩端溫度相同，則不影響總熱電動勢 。


3、參考電極定則 :


?兩種導體 A, B 分別與參考電極 C（ 或稱標準電極 ） 組成熱電偶，如果他們所產(chǎn)生的熱電 動勢為已知， A 和 B 兩極配對后的熱電動勢可用下式求得．由此可見，只要知道兩種導體分別與參考電極組成熱電偶時的熱電動勢，就可以依據(jù)參考電極定則計算出兩導體組成熱電偶時的熱電動勢。從而簡化了熱電偶的選配工作。由于鉑的物理化學性質(zhì)穩(wěn)定，熔點高，易提純，所以人們多采用高純鉑作為參考電極。