两种不同成份的导体两端接合成回路时,当两接合点温度不同时,就会在回路内产生热电势。如果热电偶的测量端(感受被测温度的端叫测量端与参比端(处于已知温度的端叫参比端或叫冷端存有温差时,显示仪表将会显示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。

热电偶的热电势将随着测量端温度的升高而增加,热电势的大小只和热电偶导体材质和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。

热电偶测温是基于热电效应这一物理现象实现的。用两种不同的金属导线A、B焊接而成的闭合回路称为“热电偶”。当它的两个接点1、2的温度t1、t2不同时,回路中将产生热电动势,简称热电势,这种现象称为“热点效应”。热电势的大小与两接点的温度差(t2—t1和组成回路的导线材料有关。对于给定的热电偶,则只与两接点的温差有关。如果保持t1不变(t1=0℃,那么热电势只与t2有关。t2越大,热电势越大,且有确定的关系。只要用电位差计G测出回路中的热电势,就可以通过热电势与温度的关系球出被测温度t2。

理论上,任何两种不同的金属导线均可组成热电偶,但实际上为了使热电偶回路有较大的热电势,能耐高温,而且热电势与温度基本上呈线性关系,通常采用下列金属或合金导线配对组成热电偶热电偶的电极A、B两接点通常用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接在一起。焊点要求圆滑、直径小、接触好、牢固,增强热电偶的灵敏度和耐用性。测温时,接点1放在盛有冰水混合物的冰瓶中,维持接点1的温度恒为零摄氏度,称为参比端(或冷端。接点2置于待测温度场中,或焊接在被测物体的表面上,称为测量端(或热端。回路中接入测量热电势的仪表G(通常使用电位差计或数字电压表,测出电路中的热电势,再由热电势与温度的关系曲线或表格查出被测温度。热电偶测温线路有两种接法,如图1—2所示。t1为冷端,t2为热端,A、B?为热电偶的正负极,热电偶电极的极性由每种热电偶电极的材料决定,表1—1中给出了每种热电偶电极的极性。C为第三种仪表导线,测温度时要求仪表导线与热电偶电极的两接点温度相同,否则会影响热电势的数值。

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热电偶回路的几个性质:

(1用两种相同材料组成的热电偶,无论两个接点温度如何,热电偶回路中电势均为零。

(2热电偶两接点温度相同时,无论热电偶电极材料是否相同,热电偶回路中电势均为零。

(3热电偶所产生的热电势的大小与热电偶电极的几何形状(如长短、粗细等无关,与热电极中间温度分布无关。

四、热电偶测温线路

热电偶测温线路可根据需要做多种设计。这里介绍几种常用的测温线路。1.单点测温线路

单点测温线路由一个热电偶组成(如图1—2所示,冷端放在冰瓶里,保持t1为0摄氏度,热端置于被测介质中或物体表面上,测出的热电势即反映了物体的实际温度。

2.差测温线路

如图1—2所示,若把热电偶的冷端和热端分别置于两种不同温度的介质中,测出的热电势反映了两种介质的温差。

3.点测温线路用切换开关可实现一台电位差计测量多点的温度。测试方法是,通过切换开关把每一个热电偶的热端与公用的冰点热偶线连接起来,组成一个单点测温线路,这样用一个冰点可以组成多个测温线路,既节省了热偶线和测温仪表,又提高了测试速度,是一种经常使用的测温线路。(如图1—4所示图中t0为冷端温度,

t1、t2为待测温度。?4.它测温线路

工程中常用的测温线路还有串联和并联测温线路(如图1—5,图1—6所示。串联测温线路是把n个热电偶的正极-正极相接,负极-负极相接。串联测温线路测出的热电势是n个热电偶的电势之和。若n个热电偶的热端均放在待测的同一温度的物质中,冷端均放在冰瓶内,则测出的热电势是单个热电偶所测电势的n?倍。因此,串联测温线路可以起到放大电势的作用,常在温差较小的场合中使用,以减少测量误差。并联测温线路测得的电势是n个热电偶所测电势的平均值,常在测量一个区域的平均温度时使用

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