热电偶工作原理(热电偶工作原理及冷结补偿法)工作原理

热电偶是温度测量仪器中常用的测温元件。它直接测量温度，并将温度信号转换成热电动力信号，由温度变送器转换成4-20mA信号，引入控制系统显示温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成分的导体A和B形成一个闭环。当两端都有温度梯度时，回路中就会有电流，然后两端之间就会产生电动势——温差电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

热电偶的电极A和B通常通过电弧焊、电熔焊、钎焊等焊接在一起。焊点应光滑、直径小、接触良好、牢固，增强热电偶的灵敏度和耐久性。

两种成分不同的同质导体为热电极，温度较高的一端为工作端T，温度较低的一端为自由端T0，通常处于某一恒定的温度。电动势的方向和大小与导体的材料和两个触点的温度有关。

这种现象称为“热电效应”，由两个导体组成的回路称为“热电偶”。这两个导体称为“热电极”，产生的电动势称为“热电动势”。根据温差电动势与温度的函数关系，制作了热电偶分度表。

常用热电偶刻度数

(1)铂铑10-铂热电偶(分数线S)的温度范围为0 ~ 1600℃

(2)铂铑30-铂铑6热电偶(分部号B)的温度范围为0 ~ 1700℃

(3)镍铬镍硅热电偶(分割数K)的温度范围为-200 ~+1200℃

(4)镍铬康铜热电偶(分数线E)的温度范围为-200 ~+900℃

冷结补偿

当自由端温度为0℃时得到分度表，不同的热电偶有不同的分度表。根据热电效应原理，温差电动势与两端温度有关，并给出了冷端温度为0℃时的分度表。但在实际使用中，冷端往往靠近被测物体，受环境温度的影响，其温度无法保持在0℃，导致测量误差。

因此，必须采取相应的措施进行补偿或纠正。常用的方法有冷端恒温法、补偿导线法、补偿电桥法、计算修正法等。

补偿导线

补偿导线是在一定温度范围(0~100℃)内，与匹配热电偶的热电动力具有相同标称值的一对绝缘层导线。它们用于连接热电偶和测量装置，以补偿热电偶和热电偶连接处温度变化引起的误差。

补偿导线

热电偶材料是贵金属，补偿线相对便宜。通过补偿线与热电偶冷端的连接，热电偶输出的温度信号可以传输到几百米外的控制室，发送到显示仪表或控制仪表。

这相当于将热电偶延伸到温度恒定的地方，解决了热电偶冷端靠近热工设备而导致的高温和温度不稳定的问题，使用方便，在热电偶安装中经常使用。它们是特殊的导体，一种类型的补偿导体只能与相应的热电偶一起使用，正负极性不能颠倒。