兩(liang)種不同成(cheng)份的(de)導體(ti)（稱(cheng)為熱電偶絲材或熱電極）兩(liang)端(duan)接合(he)成(cheng)回路(lu)，當(dang)接合(he)點的(de)溫度不同時(shi)，在回路(lu)中就會產生電動勢，這種現象(xiang)稱(cheng)為熱電效應(ying)，而這種電動勢稱(cheng)為熱電(dian)勢。熱電(dian)偶(ou)就是(shi)利用這種原理進行溫(wen)度(du)測量(liang)的(de)，其中，直接用作測量(liang)介質溫(wen)度(du)的(de)一端(duan)叫(jiao)做工作端(duan)（也稱(cheng)為測量(liang)端(duan)），另一端(duan)叫(jiao)做冷端(duan)（也稱(cheng)為補償(chang)端(duan)）；冷端與顯示儀表或配(pei)套儀表連接，顯示儀表會指(zhi)出熱電偶所產(chan)生的熱電勢(shi)。
常用(yong)熱電偶分度號有S、B、K、E、T、J等(deng)，這些都是標(biao)準(zhun)化熱(re)電偶。其(qi)中K型也(ye)即鎳鉻－鎳硅熱(re)電偶(ou)(ou)，它是一種能測量(liang)較高(gao)溫度的(de)廉價熱(re)偶(ou)(ou)。由(you)于這種合金(jin)具(ju)有較好的高溫(wen)抗氧(yang)(yang)化性，可(ke)適用于氧(yang)(yang)化性或中性介質中。它(ta)可(ke)長期測量1000度的高溫，短期(qi)可測(ce)到1200度。它(ta)不能用于還原(yuan)性介質中，否則，很(hen)快腐蝕，在此(ci)情況(kuang)下只能用于500度以下的測量。它比S型熱偶要便宜很(hen)多，它的(de)重復(fu)性很(hen)好(hao)，產生的(de)熱電勢大(da)，因而靈敏度很(hen)高，而且它的(de)線性很(hen)好(hao)。雖然其測量精(jing)度略低，但完(wan)滿足工業(ye)測溫(wen)要求，所以它是工業(ye)上zui常用的(de)熱電偶。作為工業(ye)測溫(wen)中zui廣泛使用的(de)溫(wen)度傳感器之一——熱電(dian)偶，與(yu)鉑熱電(dian)阻一起(qi)，約占整個溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)總量(liang)的60%，熱電偶通(tong)常和顯示儀(yi)表等配套使(shi)用，直接測量各(ge)種(zhong)生產過程中-40～1800℃范圍內的液體(ti)(ti)(ti)、蒸氣(qi)和氣(qi)體(ti)(ti)(ti)介(jie)質以及(ji)固(gu)體(ti)(ti)(ti)的表面溫度。
熱(re)(re)電(dian)偶實際上(shang)是(shi)一種(zhong)能量(liang)轉換器，它將(jiang)熱(re)(re)能轉換為電(dian)能，用所產生的熱(re)(re)電(dian)勢(shi)測量(liang)溫度，對于熱(re)(re)電(dian)偶的熱(re)(re)電(dian)勢(shi)，應注意如(ru)下幾個問題(ti)：
（1）熱(re)(re)(re)電偶(ou)的熱(re)(re)(re)電勢(shi)是熱(re)(re)(re)電偶(ou)兩端溫(wen)度函數的差(cha)，而不是熱(re)(re)(re)電偶(ou)兩端溫(wen)度差(cha)的函數；
（2）熱(re)電(dian)偶所產(chan)生的熱(re)電(dian)勢的大小，當(dang)熱(re)電(dian)偶的材(cai)料是均勻(yun)時，與熱(re)電(dian)偶的長度(du)和直(zhi)徑無關，只與熱(re)電(dian)偶材(cai)料的成份和兩端的溫差有關；
（3）當(dang)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)兩個(ge)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)絲材料成(cheng)份確定后，熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)勢的(de)(de)大(da)小，只與熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)溫度(du)差(cha)有關；若熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)冷(leng)端的(de)(de)溫度(du)保持(chi)一定，這(zhe)進熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)的(de)(de)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)勢僅是工(gong)作(zuo)端溫度(du)的(de)(de)單值函(han)數。
熱電偶(ou)的(de)基本構造：
工業測溫用的熱(re)電(dian)偶(ou)，其基本構造包(bao)括熱(re)電(dian)偶(ou)絲材、絕緣管、保護管和接線盒等。
一、常用(yong)熱電偶(ou)絲材及其性能(neng)
1、鉑銠10－鉑熱電(dian)偶（分(fen)度(du)號為(wei)S，也稱(cheng)為單鉑銠熱電偶）
該熱電偶的正極(ji)成份為含銠(lao)10%的(de)鉑銠合金(jin)，負極為純鉑；它的(de)特(te)點是：
（1）熱(re)電性(xing)能穩定(ding)、抗(kang)氧(yang)化性(xing)強、宜在氧(yang)化性(xing)氣氛中連續使用(yong)、長期使用(yong)溫度可達(da)1300℃，超達1400℃時，即使(shi)在空(kong)氣(qi)中、純(chun)鉑絲也將會再結晶(jing)(jing)，使(shi)晶(jing)(jing)粒粗大(da)而斷裂；
（2）精度高(gao)，它是(shi)在所有(you)熱電偶中，準確(que)度等(deng)級(ji)zui高(gao)的，通(tong)常(chang)用作(zuo)標準或測量較(jiao)高(gao)的溫度；
（3）使(shi)用范圍(wei)較廣(guang)，均勻性(xing)及互換性(xing)好；
（4）主要缺(que)點(dian)有：微分熱電勢較(jiao)小，因(yin)而靈敏度較(jiao)低(di)(di)；價格較(jiao)貴，機械強度低(di)(di)，不適宜(yi)在還原(yuan)性氣氛或有金屬(shu)蒸(zheng)汽(qi)的條件下使用。
2、鉑銠13－鉑熱電偶（分(fen)度號為R，也稱為單(dan)鉑銠熱電(dian)偶）
該熱電偶的正極為含13%的鉑銠合金，負極為純鉑，同S型相比，它的電(dian)勢率大15%左右，其它性能幾乎相同，該種熱(re)(re)電偶在日本產業界，作為(wei)高溫(wen)熱(re)(re)電偶用(yong)得zui多(duo)，而在中國，則用(yong)得較少；
3、鉑銠30－鉑(bo)銠6熱電偶（分度號為B，也(ye)稱(cheng)為雙鉑(bo)銠熱電(dian)偶）
該熱電偶的正極是含銠30%的鉑銠(lao)合(he)金(jin)，負(fu)極為含銠(lao)6%的(de)鉑(bo)銠合金，在(zai)室溫下，其熱電(dian)勢(shi)很小(xiao)，故在(zai)測量時一般不(bu)用(yong)(yong)補償導線，可忽略冷端(duan)溫度變化的(de)影(ying)響；長期(qi)使用(yong)(yong)溫度為1600℃，短期為1800℃，因熱電勢較小，故需配用靈敏(min)度(du)較高的顯(xian)示儀表。
B型熱電偶適宜在氧化性(xing)或中(zhong)性(xing)氣(qi)氛(fen)(fen)中(zhong)使用，也(ye)可以在真空氣(qi)氛(fen)(fen)中(zhong)的短期使用；即使在還原氣(qi)氛(fen)(fen)下，其壽命(ming)也(ye)是R或S型的10～20倍；由于其電極均由鉑銠(lao)合(he)金(jin)制成，故不存在鉑銠(lao)－鉑熱電偶(ou)負極(ji)上所有(you)(you)的(de)(de)缺點、在高溫時很少有(you)(you)大結晶化的(de)(de)趨勢，且具有(you)(you)較(jiao)大的(de)(de)機械強(qiang)度；同時由于(yu)它對于(yu)雜質的(de)(de)吸收或銠(lao)的(de)(de)遷移的(de)(de)影響(xiang)較少，因(yin)此經過長期使用后其(qi)熱電勢(shi)變化并不嚴(yan)重、缺點價格(ge)昂貴(gui)（相對于單鉑銠而言）。
4、鎳(nie)鉻－鎳(nie)硅（鎳(nie)鋁）熱電偶(ou)（分度號(hao)為K）
該熱(re)電偶的正極為含鉻10%的鎳(nie)鉻合金，負極(ji)為含(han)硅3%的(de)鎳(nie)硅合(he)金（有些(xie)國家(jia)的(de)產品(pin)負(fu)極為純(chun)鎳(nie)）。可(ke)測量0～1300℃的(de)介質溫(wen)度，適宜(yi)在氧(yang)化性及惰性氣(qi)體中連續使(shi)用，短(duan)期使(shi)用溫(wen)度為1200℃，長期使(shi)用溫度為(wei)1000℃，其(qi)熱電(dian)勢與(yu)溫度的(de)關系近似線性，價格便宜，是目前用量(liang)zui大(da)的(de)熱電(dian)偶(ou)。
K型熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)是抗氧(yang)化(hua)性(xing)較(jiao)(jiao)強的賤金(jin)屬熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)，不適宜在真空、含硫、含碳氣(qi)(qi)氛及(ji)氧(yang)化(hua)還原交替的氣(qi)(qi)氛下裸絲使用；當氧(yang)分壓較(jiao)(jiao)低時，鎳鉻極(ji)中的鉻將擇優(you)氧(yang)化(hua)，使熱(re)電(dian)(dian)勢發生很大變化(hua)，但金(jin)屬氣(qi)(qi)體對其影(ying)響較(jiao)(jiao)小，因此(ci)，多采用金(jin)屬制(zhi)保(bao)護管。
K型熱電偶的缺點(dian)：
（1）熱(re)電勢(shi)的高(gao)溫穩定性較N型熱(re)(re)電偶(ou)(ou)及(ji)貴重金屬熱(re)(re)電偶(ou)(ou)差(cha)，在較高溫度下（例如(ru)超過1000℃）往往因氧化而損壞；
（2）在(zai)250～500℃范圍內(nei)短期熱循環穩(wen)定性不好，即在(zai)同一溫度(du)點，在(zai)升(sheng)溫降溫過程中(zhong)，其熱電勢示值(zhi)不一樣，其差值(zhi)可達2～3℃；
（3）其負(fu)極在150～200℃范(fan)圍(wei)內要發生磁性轉變，致使在室溫至230℃范圍(wei)內分度值往往偏離分度表，尤其是在(zai)磁場中使用時往往出現與時間無關(guan)的熱電勢干擾；
（4）長期(qi)處于高通量(liang)中系統輻照環境下，由(you)于負極中的(de)錳（Mn）、鈷（Co）等元素發(fa)生蛻變(bian)，使其穩定性欠佳，致使熱電勢發(fa)生較(jiao)大變(bian)化。
5、鎳鉻(ge)硅(gui)－鎳硅(gui)熱(re)電偶（分度號為N）
該(gai)熱電偶的主要特點是(shi)：在1300℃以下調溫(wen)(wen)抗氧化能(neng)力(li)強，長期穩定(ding)性及(ji)(ji)短期熱循環(huan)復(fu)現(xian)性好，耐核輻射及(ji)(ji)耐低(di)溫(wen)(wen)性能(neng)好，另外，在400～1300℃范圍內，N型熱電(dian)偶的熱電(dian)特性的線性比K型偶要好；但在低(di)溫范圍(wei)內（-200～400℃）的非(fei)線性誤差較(jiao)大(da)，同時，材料較(jiao)硬難(nan)于加(jia)工(gong)。
6、銅－銅鎳熱電(dian)偶（分度號為T）
T型熱電(dian)電(dian)偶(ou),該熱電(dian)偶的(de)(de)正極為純銅(tong)，負極為銅(tong)鎳合金（也稱康銅(tong)），其主要特點是(shi)：在賤金屬熱電(dian)偶中，它的(de)(de)準確(que)度zui高、熱電(dian)極的(de)(de)均勻性好(hao)；它的(de)(de)使用溫度是-200～350℃，因(yin)銅熱電極(ji)易氧(yang)化，并且(qie)氧(yang)化膜易脫(tuo)落(luo)，故(gu)在(zai)氧(yang)化性氣氛(fen)中使用時，一般不能超過300℃，在-200～300℃范圍內，它們靈(ling)敏度比較高，銅－康(kang)銅熱(re)電偶(ou)還有一個特(te)點是價格便宜，是常(chang)用幾種定型產(chan)品中(zhong)*的(de)一種。
7、鐵－康銅(tong)熱電偶(ou)（分度號(hao)為J）
J型熱電偶,該(gai)熱電(dian)偶的正極為純鐵(tie)，負極為康銅（銅鎳合金），具特點是價(jia)格便宜,適用于真空氧化(hua)的(de)還原或惰性氣(qi)氛中，溫度范(fan)圍從 -200～800℃，但常用溫(wen)度只是500℃以下，因為(wei)超過這個(ge)溫(wen)度后，鐵熱電極的(de)氧化速率加快，如采用(yong)粗線徑的(de)絲材，尚可在(zai)高溫(wen)中(zhong)使用(yong)且(qie)有較長的(de)壽命；該熱電(dian)偶能耐氫(qing)氣（H2）及一(yi)氧化碳（CO）氣體腐蝕(shi)，但不能在高(gao)溫（例如500℃）含硫（S）的氣氛中使用(yong)。
8、鎳鉻－銅鎳（康銅）熱電偶（分度號為E）
E型(xing)熱(re)電偶是一(yi)種(zhong)較新的產(chan)品，它(ta)的正(zheng)極是鎳鉻合金(jin)，負極是銅鎳合金(jin)（康(kang)銅），其(qi)zui大(da)特點是在常用(yong)的熱(re)電偶中，其(qi)熱(re)電勢zui大(da)，即靈敏度zui高；它(ta)的應用(yong)范圍雖不及(ji)K型偶廣泛，但在要求靈敏度(du)高、熱(re)導(dao)率(lv)低(di)、可容許大電阻(zu)的條件下，常(chang)常(chang)被(bei)選用(yong)；使用(yong)中的限制條件與K型相同，但對于(yu)含(han)有較高濕(shi)度氣氛的腐蝕不很敏感。
除了(le)以上8種常用的熱(re)(re)電(dian)偶(ou)外，作為非標準化的熱(re)(re)電(dian)偶(ou)還有(you)鎢錸熱(re)(re)電(dian)偶(ou)，鉑(bo)(bo)銠系熱(re)(re)電(dian)偶(ou)，銥鍺系熱(re)(re)電(dian)偶(ou)，鉑(bo)(bo)鉬(mu)系熱(re)(re)電(dian)偶(ou)和(he)非金(jin)屬材料熱(re)(re)電(dian)偶(ou)等。
二、絕(jue)緣管(guan)
該熱電偶的(de)工作(zuo)端(duan)被牢固地焊接在一(yi)起，熱電極之(zhi)間需(xu)要用絕(jue)(jue)緣管保護。熱電偶的(de)絕(jue)(jue)緣材料很多(duo)，大體上可分為(wei)有機和(he)無(wu)機絕(jue)(jue)緣兩(liang)類，處于高溫端(duan)的(de)絕(jue)(jue)緣物必須采用無(wu)機物，通(tong)常在1000以下選用粘土(tu)質絕緣管，在(zai)1300以下(xia)選用高鋁(lv)管，在1600以下選(xuan)用(yong)剛玉管。
三、保護管
保(bao)護(hu)管的(de)(de)作用在(zai)于(yu)使用熱(re)(re)電(dian)偶電(dian)極不(bu)直接與被測介質接觸，它(ta)不(bu)僅可延長(chang)熱(re)(re)電(dian)偶的(de)(de)壽命，還可起到支撐和固定(ding)熱(re)(re)電(dian)極增加其(qi)強度(du)的(de)(de)作用；因此，熱(re)(re)電(dian)偶保(bao)護(hu)管及絕緣選擇是否(fou)合適，將直接影響到熱(re)(re)電(dian)偶的(de)(de)使用壽命和測量的(de)(de)準確度(du)，被采用做保(bao)護(hu)管的(de)(de)材料主要分金(jin)屬(shu)和非金(jin)屬(shu)兩大類。
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