熱電偶的簡介
熱電偶（thermocouple）是一種被廣泛應(yīng)用的溫度傳感器，也被用來將熱勢差轉(zhuǎn)換為電勢差。它的價(jià)格低廉，易于更換，有標(biāo)準(zhǔn)接口，而且具有很大的溫度量程。主要的局限是精度，小于1攝氏度的系統(tǒng)誤差通常較難達(dá)到。
1821年，德國-愛沙尼亞物理學(xué)家湯瑪斯·澤貝克（Thomas Seebeck）發(fā)現(xiàn)任何導(dǎo)體（金屬）被施加熱梯度時(shí)都會(huì)產(chǎn)生電壓?，F(xiàn)在這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)或Seebeck效應(yīng)。若要測量這個(gè)電壓，必須把“熱”端連到另一導(dǎo)體上。增加的導(dǎo)體也會(huì)經(jīng)歷熱梯度，自身也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，并與原來的電壓抵消。幸運(yùn)的是，熱電效應(yīng)中電壓的大小取決于金屬的種類。在電路中使用不同的金屬會(huì)產(chǎn)生不同的電壓，這個(gè)電壓被稱為熱電勢，因此存在一個(gè)很小的電壓差值可以被測量，這個(gè)差值隨溫度的升高而增大。對于目前常用的金屬組合，這個(gè)差值通常在1到大約70微伏每攝氏度之間。一些常用的固定組合成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如選擇熱電偶類型時(shí)通常考慮到成本、適用、便利、熔點(diǎn)、化學(xué)性質(zhì)、穩(wěn)定性和輸出。由于熱電偶產(chǎn)生的電壓很小，很多的應(yīng)用是利用熱電偶堆。
熱電偶標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)熱電偶的正負(fù)極材料都確定以后，熱電勢的大小只與熱電偶的兩端溫度有關(guān)。如果一段溫度恒定（通常稱為參比端），則熱電勢就只與熱端溫度有關(guān)。為了方便使用，常用的熱電偶的熱端溫度所對應(yīng)熱電勢的大小已經(jīng)被制成標(biāo)準(zhǔn)表，稱為熱電偶的分度表，參比端溫度為均為0°C。
類型
S型 -- 鉑銠10合金/鉑
這是一種貴金屬熱電偶，鉑銠10合金（鉑占90%，銠占10%）為正極，鉑為負(fù)極。電極直徑通常為0.5mm，長期使用溫度可達(dá)1300°C，短期使用可達(dá)1600°C,有很好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性，在適用溫標(biāo)中在630.74～1064.43°C范圍內(nèi)用它做標(biāo)準(zhǔn)儀器。這種熱電偶的熱勢率較小，平均靈敏度為0.009mV/°C左右。價(jià)格很貴，非線性大，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用，在真空中可以短期使用。
B型 --鉑銠30合金/鉑銠6合金
長期使用的zui高溫度可達(dá)1600°C，短期可達(dá)1800°C。性能穩(wěn)定，測試準(zhǔn)確度較高，適宜于氧化性介質(zhì)和中性介質(zhì)中使用，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用。熱電勢率比S型的更小。
K型 -- 鎳鉻合金 / 鎳鋁合金
這是zui常用的熱電偶。溫度量程自−200 °C到+1200 °C。磁性。敏感度41 µV/°C。
E型 -- 鎳鉻合金 / 銅鎳合金
高輸出（68 µV/°C），非磁性。
J型 -- 鐵 / 銅鎳合金
有*程（−40至+750 °C）。不可用于760 °C以上。敏感度~52 µV/°C。
T型 -- 銅 / 銅鎳合金
有*程（−250至+350 °C）。敏感度~43 µV/°C。
N型 -- 鎳鉻硅合金 / 鎳硅合金
高穩(wěn)定性，抗高溫氧化?？捎糜诟哂?200 °C。900 °C時(shí)，敏感度39 µV/°C，略低于K型。
熱電堆
熱電堆是一個(gè)將熱能轉(zhuǎn)變成電能的電子裝置。通常是將熱電偶進(jìn)行串聯(lián)，有時(shí)候是并聯(lián)。電熱堆并不能測量溫度，不過可以輸出一個(gè)與溫度微差或溫度梯度成比例的電壓。
對同樣的溫度差而言，熱電堆內(nèi)的電動(dòng)勢要比單個(gè)溫差電偶產(chǎn)生的大得多，用它制成的溫差電偶溫度計(jì)測溫靈敏度也高。
熱電堆是紅外線溫度計(jì)的關(guān)鍵成份，而紅外線溫度計(jì)是廣泛的使用于專業(yè)醫(yī)療上的耳溫測量。他們也廣泛的使用于熱通量感應(yīng)器（例如：摩歐熱堆或依珀利太陽熱力計(jì)）與瓦斯?fàn)t的安全控管上。由熱堆所產(chǎn)生的電壓約有數(shù)十或數(shù)百毫伏特。與增加中的信號級別一樣，這個(gè)裝置也許會(huì)用在提供空間里的溫度平均上。
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