热电偶工作原理及冷端补偿方法

一、工作原理

1.热电偶是温度测量仪器中常用的温度测量元件。它直接测量温度，将温度信号转换为热电势信号，通过温度变送器转换为4-20mA将信号引入控制系统以显示温度。

2.热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材料导体A和B当两端有温度梯度时，电流就会通过。此时，两端之间存在电势-热电势，即所谓的塞贝克效应。

三、热电偶电极A、B两个接头通常用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接在一起。焊点应光滑、直径小、接触良好、牢固，以提高热电偶的灵敏度和耐久性。

4.两种不同成分的均质导体是热电极，高温的一端是工作端T，低温的一端是自由端T自由端通常处于恒定温度下。电势的方向和大小与导体材料和两个连接点的温度有关。

这种现象被称为热电效应，由两个导体组成的电路被称为热电偶，这两个导体被称为热电极，电势被称为热电势。根据热电势与温度之间的函数关系，制作热电偶分度表；

5.热电偶的热电势是热电偶工作端两端温度函数的差异，而不是热电偶冷端与工作端温差的函数.当热电偶材料均匀时，只与热电偶材料的成分和两端的温差有关。当确定热电偶的两个热电偶丝材料成分时，热电偶的热电势只与热电偶的温差有关；如果热电偶冷端的温度保持在1，热电偶的热电势只是工作端温度的单值函数。

6.常用的热电偶分度号

(1)铂铑10-铂热电偶(分度号)S）其测温范围为0～1600℃

(2)铂铑30-铂铑6热电偶(分度号为)B）测温范围为0~1700℃

(3)镍铬-镍硅热电偶(分度号)K）测温范围为-200~ 1200℃

(4)镍铬-康铜热电偶(分度号)E）测温范围为-200~ 900℃

二、冷端补偿

1.自由端温度为0℃根据时间条件，不同的热电偶有不同的分度表。根据热电效应原理，其热电势与两端温度有关，度 度为0℃给出的条件。但在实际使用中，冷端往往靠近被测物体，受环境温度影响，其温度不能保持0℃，这就产生了测量误差。

2.因此，必须采取相应的补偿或修正措施。常用的方法有冷端恒温法、补偿导线法、补偿桥法、计算修正法等。

三、补偿导线

1.补偿导线在一定温度范围内(0)~100℃）一对具有与匹配热电偶热电势相同标称值的绝缘导线与热电偶和测量装置连接，以补偿与热电偶连接处温度变化引起的误差。

2.热电偶材料属于贵金属，补偿导线相对便宜。热电偶输出的温度信号可偶的冷端，热电偶输出的温度信号可以传输到远离数百米的控制室，并送到显示仪器或控制仪器。

3.这相当于将热电偶延伸到温度恒定的地方，解决了热电偶冷端在热设备附近造成的高温和温度不稳定问题，使用方便，常用于热电偶安装。它们是专用导线，一种补偿导线只能与相应的热电偶一起使用，正负极性不可逆转。