熱電偶（thermocouple）是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號(hào)，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使

　熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，

  

（圖1）

當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢——熱電動(dòng)勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)（Seebeck effect）。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成分度表；分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的，不同的具有不同的分度表。

　　在回路中接入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在測溫時(shí)，可接入測量儀表，測得熱電動(dòng)勢后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。測量溫度時(shí)要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時(shí)，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為的冷端補(bǔ)償正常。與測量儀表連接用補(bǔ)償導(dǎo)線。

　　冷端補(bǔ)償計(jì)算方法：

　　從毫伏到溫度：測量冷端溫度，換算為對(duì)應(yīng)毫伏值，與的毫伏值相加，換算出溫度；

　　從溫度到毫伏：測量出實(shí)際溫度與冷端溫度，分別換算為毫伏值，相減後得出毫伏值，即得溫度

編輯本段主要特點(diǎn)

　　1、裝配簡單，

  

（圖2）

更換方便；

　　2、壓簧式感溫元件，抗震性能好；

　　3、測量精度高；

　　4、測量范圍大（－200℃～1300℃，特殊情況下－270℃～2800℃）；

　　5、熱響應(yīng)時(shí)間快；

　　6、機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓性能好；

　　7、耐高溫可達(dá)2800度；

　　8、使用壽命長。

結(jié)構(gòu)要求

　　的結(jié)構(gòu)形式為了保證可靠、

  

（圖3）

穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下：

　　1、組成的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；

　　2、兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；

　　3、補(bǔ)償導(dǎo)線與自由端的連接要方便可靠；

　　4、保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

工作原理

　　兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為絲材或熱電極）兩端接合成回路，

  

（圖4）

當(dāng)兩個(gè)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢稱為熱電勢。就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出所產(chǎn)生的熱電勢。

　　實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對(duì)于的熱電勢，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：

　　1、的熱電勢是工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)；

　　2、所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)?shù)牟牧鲜蔷鶆驎r(shí)，與的長度和直徑無關(guān)，只與材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；

　　3、當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)絲材料成份確定后，熱電勢的大小，只與的溫度差有關(guān)；若冷端的溫度保持一定，這進(jìn)的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。就是利用這一效應(yīng)來工作的。^[1]

常見種類

　　常用可分為標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標(biāo)準(zhǔn)化中國從1988年1月1日起，和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化為中國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型。

　　從理論上講，任何兩種不同導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）都可以配制成，但是作為實(shí)用的測溫元件，對(duì)它的要求是多方面的。為了保證工程技術(shù)中的可靠性，以及足夠的測量精度，并不是所有材料都能組成，一般對(duì)的電極材料，基本要求是：

　　1、在測溫范圍內(nèi)，熱電性質(zhì)穩(wěn)定，不隨時(shí)間而變化，有足夠的物理化學(xué)穩(wěn)定性，不易氧化或腐蝕；

　　2、電阻溫度系數(shù)小，導(dǎo)電率高，比熱?。?/p>

　　3、測溫中產(chǎn)生熱電勢要大，并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數(shù)關(guān)系；

　　4、材料復(fù)制性好，機(jī)械強(qiáng)度高，制造工藝簡單，價(jià)格便宜。