熱電偶
熱電偶的定義和測溫原理

熱電偶是兩種不同材料的導(dǎo)體基于塞貝克效應(yīng)制成的溫度計。通常兩種不同材料的導(dǎo)體稱為熱電偶的兩個電極,其兩個電極的一端焊接在一起形成一個測量端,測量時放置于被測溫場中;另一端為參考端,測量時置于某一恒定溫場中。
注:塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)又稱作第一熱電效應(yīng),是指由于兩種不同電導(dǎo)體或半導(dǎo)體的溫度差異而引起兩種物質(zhì)間的電壓差的熱電現(xiàn)象。

通過塞貝克效應(yīng)的描述可知,熱電偶因為兩端的溫差產(chǎn)生電動勢,所以我們可以通過測量這個這個電動勢來反推所測溫度是多少。
計算公式
在了解熱電偶熱電勢的計算公式之前,我們先來看下熱電偶電動勢的分度表,下面以K型熱電偶的部分溫度點為例:


通過分度表的觀察可知,各溫度點對應(yīng)的標準電動勢,都是以參考端溫度Tn=0℃得出的。
所以當(dāng)參考端溫度Tn=0℃時,所測電動勢就可以直接對應(yīng)分度表,計算公式為:
EAB(T,0)= EAB(T,Tn)
在上式中Tn=0℃
當(dāng)參考端溫度Tn≠0℃時,就需要把參考端溫度Tn帶來的電動勢影響給計算進去,計算公式為:
EAB(T,0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,0)
在上式中Tn≠0℃

思考
當(dāng)參考端溫度Tn=0℃時,我們可以通過測得的電動勢直接對應(yīng)分度表,比較簡單直觀。當(dāng)參考端溫度Tn≠0℃時,我們可以通過哪些方式處理Tn≠0℃帶來的影響呢?
A.將參考端引入冰點恒溫瓶,使得Tn=0℃
EAB(T,0)=EAB(T,Tn)
在上式中Tn=0℃

B.電測儀器自帶冷端補償功能
冷端補償功能:參考端溫度Tn≠0℃時,設(shè)備可以自動計算該溫度帶來的電勢影響EAB(Tn, 0)。此時就無需接入冰點恒溫瓶。
EAB(T, 0)= EAB(T, Tn) + EAB(Tn, 0)
在上式中Tn≠0℃
康斯特帶冷端補償功能的設(shè)備展示

冷端補償計算舉例
例:使用一支工業(yè)K型熱電偶測溫,參考端溫度為室溫21℃,用電測儀表測得EAB(T,21)=33.255mV,求被測溫度T為多少?
根據(jù)公式:
EAB(T,0)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,0)
=EAB(T,21)+EAB(21,0)
=33.255mV+0.838mV
=34.093mV
根據(jù)EAB(T,0)=34.093mV
查表得知T=820.0℃
補償導(dǎo)線
補償導(dǎo)線的定義
補償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)(0~100℃)具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同標稱值的一對帶有絕緣層的導(dǎo)線。
補償導(dǎo)線的作用
(注意區(qū)分與銅導(dǎo)線的使用)
對熱電偶冷端起到一個延伸作用。
注:當(dāng)銅導(dǎo)線作為測試線代替補償導(dǎo)線時,銅導(dǎo)線與熱電偶參考端的連接處溫度應(yīng)與電測設(shè)備(帶補償功能)內(nèi)部的感溫傳感器所處溫度一致,否則會引入電動勢誤差。
補償導(dǎo)線的使用
補償導(dǎo)線需與熱電偶配對使用,且不可接反。 