２０１３年１０月内蒙古科技与经济

Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１３　

热电偶的工作原理及应用

蔡剑明

（）莆田市计量所，福建莆田　３５１１００

阐述了热电偶的工作原理和安装过程应注意的问题，重点介绍了热电偶补偿导线的作用与　　摘　要：

使用，并提出了热电偶冷端温度补偿的方法。

关键词：热电偶；原理；安装；补偿导线；冷端补偿

—（）——ＴＭ９２４Ａ　　文章编号：１００７６９２１２０１３１９００７６０２　　中图分类号：　　文献标识码：１　热电偶工作原理

１．１　塞贝克效应

、当１回路中就会产生热２两点的温度不同时，

电势，因而就有电流产生，电流表就会发生偏转，这

，一现象称为热电效应（塞贝克效应）产生的电势、电。流分别叫热电势、热电流见图１

为了保证测量结果的真实可靠，热电偶应有足

够的插入深度。最少不小于热电偶保护管外径的

热电偶保护管露在设备外１０倍。为了防止热损失，

并加保温层。当测量固体温度时，热部要尽可能短，

电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使

应减小接点附近的温度梯度。导热误差减至最小，

若被测介质具有负压时，热电偶安装必须严格密封，以免对流影响测量的准确性。

热电偶的安装位置应尽量保持垂直，防止保护

热电管在高温下产生变形。但在有流速的情况下，

偶必须倾斜安装，倾斜４最佳，且与介质流动方向５°相逆，在条件允许的情况下，应尽量安装在管道的弯曲处。

需要水平安装的热电偶，应有支架支撑。一般采用耐火砖或耐热金属支架，防止保护管受热变形或受碰撞而折断。

热电偶的安装地点，应尽可能地远离热源、电强磁场等，防止由于外来因素的干扰而造成测量场、

结果出现偏差。

当用热电偶测量管道中的气体温度时，如果管

则热电偶将对之辐射或壁温度明显地较高或较低，

吸收热量，从而显著改变被测温度。这时，可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度，采用所谓的屏罩式热电偶。

选择测温点时应具有代表性，例如测量管道中

热电偶的测量端应处于管道中流速最流体温度时，

大处。一般来说，热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。３　热电偶补偿导线的作用与使用

在实际使用中，很多人对补偿导线的理解停留在字面理解上，现将补偿导线的作用与使用简单介绍如下，供大家参考。３．１　利于热电偶参考端温度的修正和集中控制

测量仪表一般安装在远离热源和环境温度较稳定的地方，而普通热电偶的接线盒（参考端安装的地方）距被测对象很近。必须用导线把热电偶参考端与仪表连接。若用普通铜导线连接则热电偶参考端温度较高而且不稳定，给测量带来误差。若将热电偶延长使热电偶参考端远离热源，理论上是可以的，但会造成热电极材料的浪费。补偿导线就是为解决这个矛盾而产生的。它的特点是在参考端温度可能

由补偿的变化范围内（０℃～１００℃或０℃～１５０℃）

导线两极组成的热电偶其热电特性与所配热电偶的热电特性相同，即：

图１　塞贝克效应

１．２　热电偶的工作原

理

图２　热电偶温度计系统原理

热电偶测温系统属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。如图２将不同材

接触测温点的一端称料的导体Ａ、Ｂ接成闭合回路，

测量端，另一端称参考端。若测量端和参考端所处

则在回路的Ａ、温度ｔ和ｔＢ之间就产生一热０不同，

（，，电势Ｅ这种现象称为塞贝克效应，即热电ＡＢｔｔ０）

效应。ＥＡＢ大小随导体Ａ、Ｂ的材料和两端温度ｔ和ｔ这种回路称为原型热电偶。在实际应用０而变，中，将Ａ、Ｂ的一端焊接在一起作为热电偶的测量端

而将参考端分开，用导线接入显放到被测温度ｔ处，

并保持参考端接点温度ｔ示仪表，０稳定。显示仪表

所测电势只随被测温度ｔ而变化。２　热电偶的安装

热电偶的测量端应处于能够真正代表被测介质温度的位置。在容器或箱体内安装热电偶时，如果条件允许，应使保护管末端尽可能靠近其中心位置；在管道上安装热电偶时，应使保护管末端超过管道中心线约５ｍｍ～１０ｍｍ。２０１３－０７－１６　　收稿日期：

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