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热电偶知识收集整理

第一章热电偶的基础知识

1、什么是热电偶

所谓热电偶是指由两种不同材质的金属导体构成的温度传感器。与其他温度计（水银温度计、

热敏电阻等）相比较，主要用于工业行业的热电偶具有其特点：

①响应速度快。

②可进行-200℃到+1700℃之间大范围的温度测量。

③可对特定点和小空间进行温度测量。

④由于温度信息可检测为电信号（热电动势），信息的处理和分析非常便利。

⑤价格低廉，易购买。

2、热电偶的原理

1821年德国科学家塞贝克（T.JSeebeck）发现：当连接两种不同金属，并对两端的接点施加

不同温度时，金属之间会产生电压并有电流通过。这一现象以发现者的名字命名为“塞贝克

效应”。该回路中生成电流的电力被称为热电动势（Thermoelectromotiveforce），其极性和

大小仅由两种导体的材质和两端之间的温度差决定。塞贝克效应

利用前面所说的塞贝克效应，热电偶工作原理为其凭借2种不同金属的接合处（测温接点）

T1与热电偶显示仪表接点（基准接点）T0之间的温度差T，从而产生电压。使用热电偶测

量温度时，显示仪表会测量该电压。热电偶工作原理

热电偶显示仪表的测量方式有以下2种。

1、将基准接点设为0℃（冷端补偿），直接读取温度。

2、测量基准接点的气温（基准接点补偿），计入温度差△T。

热电偶显示仪表的测量方式

测量时，将冷端维持在0℃非常困难。通过测量端子周围的温度，将其与以0℃为基准的热

电动势相加，可以获得测温接点的温度。我们称之为基准接点补偿。

3、热电偶的感温部分位于何处？

下图是将热电偶插入装有热液体的杯中的示意图。假设液体内温度为均匀100℃（无温度梯

度）。此时，液体内的热电偶部分不会产生热电动势。热电动势只产生于存在温度梯度的部

分。由于热电偶的感温部位会产生热电动势，因此该温度梯度部位即为热电偶的感温部位。

热电偶的感温部分位置示意图

第二章热电偶的选择

1、根据测量温度选择

热电偶按照两种金属导体的组合方式可分为以下8大种类。

热电偶分度号热电偶电极材料测温范围

正极负极

B含铑为30%的铂铑合金含铑为6%的铂铑合金+600到+1700℃

R含铑为13%的铂铑合金铂0到+1100℃

S含铑为10%的铂铑合金铂+600到+1600℃

N以镍、铬和硅为主的合金以镍和硅为主的合金-200到+1200℃

K以镍和铬为主的合金以镍和铝为主的合金-200到+1200℃

E以镍和铝为主的合金以铜和镍为主的合金-200到+900℃

J铁以铜和镍为主的合金-40到+750℃

T铜以铜和镍为主的合金-200到+350℃

B型热电偶、R型热电偶、S型热电偶被称为贵金属热电偶，而N型热电偶、K型热电偶、E

型热电偶、J型热电偶、T型热电偶被称为廉金属热电偶。含有铂、铑等熔点较高金属的贵

金属热电偶被用来测量+1000℃以上的温度，而廉金属热电偶则常用于测量+1000℃以下的温

度。

下面描述了各类热电偶的特征。

【B型热电偶】

B型热电偶由于相较其他贵金属热电偶，其铑含量更高，所以熔点和机械强度有所增加，使

用寿命长。电动势极低，无法测量低温区域。主要用于测量R型热电偶/S型热电偶无法测

量的温度更高的区域。

【R型热电偶和S型热电偶】

R型热电偶和S型热电偶也用于对耐久性有一定要求的高温区域。在我国贵金属热电偶中S

热电偶的使用率最高。

【N型热电偶】

N型热电偶价格低廉，用于测量+1000℃以上的高温区域。

【K型热电偶】

相较于贵金属热电偶，K型热电偶价格低廉，现在工业用途中最常见到它的身影。由于其电

动势的直线性良好，具有较高的耐热和耐腐蚀性，因此可优先考虑使用K热电偶。

【E型热电偶】

每1℃的电动势极大，是分辨率良好的类型。特别用于对温度进行精准测量。

【J型热电偶】

J型热电偶是次于E热电偶的类型，其每1℃的电动势较大，分辨率优良。价格低于E热电

偶也是其一大特点。

【T型热电偶】

T型热电偶是低温区域（-200到＋300℃）下的电动势特性优秀的类型。用于精准测量低温

区域。

2、根据环境性和响应性选择

为了使热电偶引线在