熱電偶溫度計是以熱電效應為基礎的測溫儀表。它的結構簡單、測量范圍寬、使用方便、測溫準確可靠,信號便于遠傳、自動記錄和集中控制,因而在工業(yè)生產(chǎn)中應用極為普遍。它由三部分組成:熱電偶(感溫元件);測量儀表(動圈儀表或電位差計);連接熱電偶和測量儀表的導線(補償導線)。熱電偶是工業(yè)上常用的一種測溫元件。它是由兩種不同材料的導體A和B焊接而成。焊接的一端插入被測介質中,感受到被測溫度,稱為熱電偶的工作端或熱端,另一端與導線連接,稱為冷端或自由端(參比端)。導體A、B稱為熱電極。
兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當接合點的溫度不同時,在回路中就會產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。
熱電偶溫度計實際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度,對于熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題:
1)熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶冷端與工作端兩端溫度函數(shù)的差;
2)熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關;
3)當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關;若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路,如圖所示。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。