一、        常用热电偶的外形：

　接线盒　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

引出线套管

不锈钢保护套管

固定螺纹

热电偶工作端

图3-1　各种普通装配型热电偶

图

3-2　各种铠装型热电偶

图3-3　各种防爆型热电偶

二、热电偶的结构：（见图3-4所示）

  图3-4　热电偶的结构                                        

三、热电偶的分类：

1．热电偶的结构分类：

（1）普通装配式热电偶：

一般由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等几部分组成。

（2）铠装式热电偶（缆式热电偶）：

此种热电偶是将热电极、绝缘材料连同保护管一起拉制成型，经焊接密封和装配等工艺制成的坚实的组合体。

（1）标准型热电偶：它具有互换性好、统一的分度表、配套的显示仪表。

表3-1　　常用热电偶及其基本特性

（2）非标准型热电偶：

铂铑系——性能稳定、适用于各种高温测量

铱铑系——热电动势与温度线性关系好，长期使用温度2000℃以下

钨铼系——可以使用到2800℃

§3-1-2   热电偶工作原理

2．热电极：两种导体A、B。

3．热电势：闭合回路中的电势。

4．测量端（工作端、热端）：置于被测温度（t）中。

5．参考端（自由端、冷端）：置于恒定温度（t₀）中。

三、热电势的组成：

应用：由于两相同的热电极材料间无自由电子的扩散运动，总电动势为零。因此，可用于检查热电极成分是否相同。

                                         （3-1）

应用：在回路中接入各种仪表，不影响回路的电动势。

                                              （3-2）

应用：测得各种金属与纯铂组成的热电动势，则各种金属相互组成的热电偶的热电动势也可知了。

                                       （3-3）

应用：为补偿导线的使用提供了理论依据。

用热电偶的分度表查毫伏数-温度时，必须满足t₀=0°C的条件。在实际测温中，冷端温度常随环境温度而变化，这样t₀不但不是0°C，而且也不恒定，因此将产生误差。为此必须采用一些措施进行补偿或者修正。

1．0℃恒温法：

将热电偶冷端置于0℃恒温容器中，从而保证冷端温度恒为0℃。这种方法精度较高，适用于实验室或精密测量中。

2．补偿导线法：

热电偶一般做得较短，约为350～2000mm。当测温仪表与测量点距离较远时，为节省热电偶的材料，通常使用补偿导线。

补偿导线：由两种不同性质的廉价金属材料制成，在0~150℃范围内与配接的热电偶具有一致的热电特性，起着延长热电偶冷端的作用。

1．计算修正法：

假设热电偶冷端温度为恒温t₀，被测温度为t，由于冷端温度t₀不是0℃，需要对热电偶回路的测量电势值E_AB(t,t₀)加以修正。当工作端温度为t时，由分度表可查得E_AB(t,0)与E_AB(t_0,0)。

    根据中间温度定律：E_AB(t,0) = E_AB(t,t₀)+E_AB(t₀,0)

当热电偶输出热电势E(t,t₀)时，利用冷端温度对应热电势E(t₀,0)修正后，就可以根据分度表得到被测温度t了。

例题：用镍铬-镍硅热电偶测量加热炉温度。已知冷端温度t₀=30℃，测得热电势E_AB（t，t₀）为33.29mV，求加热炉的温度？

解：先由镍铬-镍硅热电偶分度表查得E_AB（30，0）1.203 mV。根据中间温度定律可得：E_AB（t，0）=E_AB(t，t₀)+E_AB(t₀，0)=33.29+1.203=34.493mV

再查镍铬-镍硅热电偶分度表得t=829.8℃。

4．电桥补偿法：

电桥补偿法可以在冷端温度无法恒定时对热电偶进行冷端补偿。

补偿电桥（冷端补偿器）的作用：在冷端温度变化时，提供一个与热电偶冷端变化引起的热电势变化大小相等，但极性相反补偿电势，使得测量电路输出热电势不随冷端温度变化。

5．仪表机械零点调整法：

显示仪表的机械零位预先调整到已知的冷端温度值上。如补偿器是按t₀=20℃时电桥平衡设计的，则仪表机械零位应调整到20℃处。

一、测量一点温度的几种电路：

(a)普通测温线路；(b)带有补偿器的测温线路；

(c)具有温度变送器的测温线路；(d)具有一体化温度变送器的测温线路

二、测量两点间的温差：

两个相同型号热电偶并配有相同的补偿导线，如图3-7连接，它们的电势差就反映了热电偶热端的温差。

图3-7　测量两点间的温差