測(cè)溫專家--佛山神港自動(dòng)化回答： 　　熱電偶 【英文名thermocouple】全稱：熱電偶溫度計(jì)，是目前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用為廣泛的溫度測(cè)量傳感器產(chǎn)品，其原理如下： 　　熱電偶是工業(yè)上常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是： 　?、贉y(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 　?、跍y(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶 可測(cè)到-271--+2800℃如金鐵鎳鉻和鎢-錸。 　?、蹣?gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。 　　原理 　　1、熱電偶測(cè)溫基本原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。由于兩種不同金屬所攜帶的電子數(shù)不同，當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體的二個(gè)執(zhí)著點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，就會(huì)發(fā)生高電位向低電位放電現(xiàn)象，因而在回路中形成電流,溫度差越大，電流越大，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，也叫塞貝克效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。 　　2、熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成 　?。?）熱電偶的種類常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 　　(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下： ① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； ② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； ③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； ④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。5安裝尺寸應(yīng)該盡量選用公制[中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)]如螺紋：12X1.5,16X1.5,20X1.5,27X2,33X2mm.法蘭直徑95、105、115mm. 　　3、熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴 金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到 儀表端子上。必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。一般顯示、控制儀表都有溫度自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，不需要擔(dān)心。儀表在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度一般不超過100℃，這里需要特別說明一下：網(wǎng)絡(luò)上很多轉(zhuǎn)載的技術(shù)資料都講：補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度一般不超過100℃，其實(shí)，這個(gè)說法是錯(cuò)誤的！特殊工況下，可以選用熱電偶延長(zhǎng)線，即導(dǎo)線材質(zhì)和熱電偶電極材質(zhì)一致的導(dǎo)線連接，比如：KX鎳鉻-鎳硅補(bǔ)償導(dǎo)線；EX鎳鉻-康銅補(bǔ)償導(dǎo)線；JX鐵-康銅補(bǔ)償導(dǎo)線；TX銅-銅鎳補(bǔ)償導(dǎo)線都存不在這個(gè)問題，根據(jù)熱電偶的中間導(dǎo)體定律，這種補(bǔ)償導(dǎo)線溫度不受限制。還有一些熱電偶比如：B分度的鉑銠30-鉑銠6，這種熱電偶沒有補(bǔ)償導(dǎo)線，在400度以下不計(jì)精度用普通雙芯銅線即可。 　　以上資料由廣東佛山神港自動(dòng)化有限公司編撰整理發(fā)布 　　熱電偶（thermocouple）是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。 　　補(bǔ)充資料： 　　主要特點(diǎn)： 　　1、裝配簡(jiǎn)單，更換方便； 　　2、壓簧式感溫元件，抗震性能好； 　　3、測(cè)量精度高； 　　4、測(cè)量范圍大（－200℃～1300℃，特殊情況下－270℃～2800℃）； 　　5、熱響應(yīng)時(shí)間快； 　　6、機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓性能好； 　　7、耐高溫可達(dá)2800度； 　　8、使用壽命長(zhǎng)。 　　結(jié)構(gòu)要求： 　　熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下： 　　1、組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； 　　2、兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； 　　3、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 　　4、保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。 　　參考資料： 　　baike.baidu.com/link?url=ki8qKLZ0IOzIsdjwt6UeQi_eUY5191KHOHqXO8rs3lF-uaXIGSnmcpoMTvSNUyDGrRHnet4n2hByRIixltuj6q

　　熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號(hào)通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它二次儀表上。 　　熱電阻是電阻值隨溫度變化的溫度檢測(cè)元件。它是利用物體（常見的是特定的金屬或半導(dǎo)體材料）的導(dǎo)電率隨溫度變化而變化的原理制成。它的阻值跟溫度的變化成正比，隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)。 　　使用熱電阻測(cè)溫的過程實(shí)際上是一個(gè)測(cè)量置于測(cè)量點(diǎn)上的熱電阻的阻值的過程。 　　電阻是基本電參數(shù)之一，其阻值 R 可按伏安特性定義，即 R＝U／Ｉ，其中U 為電阻兩端的電壓，I 為流過電阻的電流或者按功率 P 來定義，即 R＝P／（Ｉ＾２）。。 　　可見測(cè)量熱電阻必須在熱電阻兩端連接導(dǎo)線，而導(dǎo)線的阻值以及阻值隨溫度變化的特性以及引入的其它干擾，必然會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。而要這種影響，就必須知道引線的狀況，在對(duì)熱電阻進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，從引線的兩端對(duì)引線進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在兩根引線參數(shù)一致的前提下，要知道其中一根的狀況，至少需要增加一根導(dǎo)線，用來將測(cè)量引線中的一根的現(xiàn)場(chǎng)端連接到儀表端。這就是熱電阻的三線制連接的由來。 　　熱電阻測(cè)量?jī)x表（溫度指示儀、溫度變送器等）比較常見的是采用電橋作為前置電路，在采用三線制的條件下，能夠有效的現(xiàn)場(chǎng)到控制室之間數(shù)十到數(shù)千米導(dǎo)線對(duì)的測(cè)量造成的影響。 　　為了說明其工作原理，下面從電橋平衡原理說起。 　　C端加上電壓Ue時(shí)，B、D端的電壓： 　　Uo=Ue×［R2／（R1+R2）］－Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　當(dāng)電橋平衡，即Uo=0時(shí)，有： 　　Ue×［R2／（R1+R2）］＝Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　整理后有： 　　R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3 　　由這個(gè)公式可以看出電橋平衡時(shí)： 　　供電電壓Ue波動(dòng)時(shí)，輸出電壓Uo不變； 　　橋路的四個(gè)橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時(shí)，輸出電壓 　　Uo不變； 　　C端加上電壓Ue時(shí)，B、D端的電壓： 　　Uo=Ue×［R2／（R1+R2）］－Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　當(dāng)電橋平衡，即Uo=0時(shí)，有： 　　Ue×［R2／（R1+R2）］＝Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　整理后有： 　　R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3 　　由這個(gè)公式可以看出電橋平衡時(shí)： 　　供電電壓Ue波動(dòng)時(shí)，輸出電壓Uo不變； 　　橋路的四個(gè)橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時(shí)，輸出電壓 　　Uo不變； 　　當(dāng)Ra’、Rb’按相同比例發(fā)生變化時(shí)，對(duì)橋路輸出Uo沒有影響。Rc變化會(huì)影響橋路供電電壓，但對(duì)輸出Uo沒有影響。橋路輸出Uo僅和被測(cè)熱電阻R△有關(guān)。 　　在實(shí)際測(cè)量電路中，電橋并不一定設(shè)計(jì)成平衡狀態(tài)，熱電阻從那個(gè)橋臂接入也沒有一定之規(guī)，但采用三線制接法，利用電橋的平衡能力連接導(dǎo)線影響的基本原理是相通的。 　　以電橋作為熱電阻測(cè)溫儀表的前置電路，可以將熱電阻的阻值直接轉(zhuǎn)換成 　　相應(yīng)的電壓，對(duì)后續(xù)電路沒有嚴(yán)格要求，同時(shí)可以有效克服接線電阻對(duì)測(cè)量的影響。通過對(duì)橋路參數(shù)的合理選擇，可以使儀表獲得良好的抗干擾能力，所以在熱電阻測(cè)溫儀表中廣泛采用。 　　其它三線制測(cè)量方法 　　近些年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了一些無需采用前置電橋而測(cè)量熱電阻阻值的儀表，一些儀表廠商還開發(fā)出了具有完整溫度變送器功能的集成模塊。雖然這些測(cè)量?jī)x表方式多 　　改變的，就是如果要接線電路對(duì)測(cè)量的影響，就至少需要知道其中一根導(dǎo)線所產(chǎn)生的影響。也就是說除非可以忽略連接導(dǎo)線對(duì)測(cè)量的影響，否則至少需要三根連線。 　　圖四是一個(gè)集成溫度變送器前置部分的原理示意：當(dāng)恒流電流流經(jīng)線路電阻Ra、Rb和測(cè)溫電阻R△時(shí)將分別在這三個(gè)電阻上產(chǎn)生電壓。不難看出，當(dāng)三個(gè)導(dǎo)線電阻一致時(shí)，恒流電流流經(jīng)R△所產(chǎn)生的電壓，等于V2－V1。很顯然當(dāng)三個(gè)導(dǎo)線電阻發(fā)生等量變化時(shí)，這個(gè)關(guān)系依然成立。 　　三線制測(cè)量對(duì)導(dǎo)線的要求 　　從上面的原理分析可以看出，無論采用哪種方法，要導(dǎo)線Ra、Rb對(duì)于測(cè)量的影響，都有一個(gè)要求兩根導(dǎo)線的阻值以及在受環(huán)境影響發(fā)生的變化量都完全一致的要求。 　　同時(shí)對(duì)于導(dǎo)線Rc，雖然從理論上對(duì)測(cè)量不會(huì)發(fā)生影響，但那只是在理想狀態(tài)下的推導(dǎo)，實(shí)際工作中，仍然會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響，而要這種影響，就必須對(duì)這根導(dǎo)線的狀態(tài)有所了解，簡(jiǎn)單的做法，就是讓這根線和其它兩根線保持一致。 所以在采用三線制接線要求采用相同阻值和材質(zhì)的導(dǎo)線，簡(jiǎn)單的方法就是：采用同規(guī)格同材質(zhì)的導(dǎo)線，例如使用三芯電纜；同時(shí)避免或減少中間接頭，因?yàn)榻宇^的質(zhì)量有可能對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。