什么是熱電偶

更新時間：2024-02-01

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熱電偶（英語：thermocouple）又稱溫差電偶，是一種被廣泛應用的溫度傳感器，也被用來將熱勢差[1]轉換為電勢差，作為“電溫計"[2][3]（electrical thermometer）[4][5]。熱電偶價格低廉、易于更換，測量時不需要外加電源，有標準接口，且具有很大的溫度量程。主要的局限是精度，系統誤差通常大于0.1攝氏度。

1821年，德國-愛沙尼亞物理學家托馬斯·塞貝克發現，將兩種不同金屬各自的二端分別連接構成的回路，如果兩種金屬的兩個結點處溫度不同，就會在這樣的線路內發生電流。現在這種現象被稱為熱電效應或“Seebeck效應"。

熱電效應中電壓的大小取決于金屬的種類。在電路中使用不同的金屬會產生不同的電壓，這個電壓被稱為熱電勢，這個差值隨溫度的升高而增大而且可以被測量。對于目前常用的金屬組合，這個差值通常大約在1到70微伏每攝氏度之間。一些常用的固定組合成為工業標準，選擇熱電偶類型時通常考慮到成本、適用、便利、熔點、化學性質、穩定性和輸出。由于熱電偶產生的電壓很小，很多的應用是利用熱電偶堆。

與熱電偶連接在一起的多用表顯示出攝氏溫度。熱電偶標準[編輯]

當熱電偶的正負極材料都確定以后，熱電勢的大小只與熱電偶的兩端溫度有關。如果一端溫度恒定（通常稱為參比端），則熱電勢就只與熱端溫度有關。為了方便使用，常用的熱電偶的熱端溫度所對應熱電勢的大小已經被制成標準表，稱為熱電偶的分度表，參比端溫度均為0℃。

類型[編輯]

S型：鉑銠10合金/鉑這是一種貴金屬熱電偶，鉑銠10合金（鉑占90%，銠占10%）為正極，鉑為負極。電極直徑通常為0.5mm，長期使用溫度可達1300℃，短期使用可達1600℃,有很好的復現性和穩定性，在國際適用溫標中在630.74～1064.43℃范圍內用它做標準儀器。這種熱電偶的熱勢率較小，平均靈敏度為0.009mV/℃左右。價格貴，非線性大，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用，在真空中可以短暫使用。

B型：鉑銠30合金/鉑銠6合金長期使用的高溫度可達1600℃，短期可達1800℃。性能穩定，測試準確度較高，適宜于氧化性介質和中性介質中使用，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽的氣氛中使用。熱電勢率比S型的更小。

K型：鎳鉻合金或鎳鋁合金這是常用的熱電偶。溫度量程自?200℃到+1200℃。磁性。敏感度41 µV/℃。

E型：鎳鉻合金或銅鎳合金高輸出（68 µV/℃），非磁性。

J型：鐵或銅鎳合金量程（?40至+750℃），不可用于760℃以上，敏感度約為52 µV/℃。

T型：銅或銅鎳合金量程（?250至+350℃），敏感度約為43 µV/℃。

N型：鎳鉻硅合金或鎳硅合金高穩定性，抗高溫氧化。可用于高于1200℃。900℃時，敏感度39 µV/℃，略低于K型。