热电偶工作原理与类型解析

本文主要介绍了热电偶的工作原理、基本定律、类型以及分度表，同时提到了热电偶在实际应用中的补偿方法。 热电偶是一种常用的温度传感器，其工作原理基于热电效应，即当两种不同材料的导体（或半导体）形成一个闭合回路，两端温度不同时，会在回路中产生电动势，这个电动势称为热电势。热电偶的热电势由接触电势和温差电势两部分组成，其中接触电势是由于两种材料的自由电子密度差异导致的，而温差电势则是同一导体两端因温度差异产生的。在实际应用中，通常只关注温差电势，因为它与温度呈单值函数关系，通过测量热电势可以得知被测介质的温度。 热电偶的基本定律包括：均质导体定律，表明热电偶的热电动势仅取决于材料性质和两端温度，与其形状、尺寸无关；中间导体定律，表示在热电偶回路中加入第三导体，只要其两端温度相等，就不会影响总热电势；中间温度定律，这是进行参考端温度修正的基础，它指出在给定温度下热电偶的热电势等于该热电偶在不同温度段上的热电势之和。 标准化热电偶是由国际电工委员会（IEC）推荐并各国广泛采用的，中国也遵循这些标准。常见的标准化热电偶类型包括S型（铂铑10-铂）、K型（镍铬-镍硅）、J型（铁-镍硅）、T型（铜-康铜）等，每种类型都有其特定的温度范围和精度等级，且都有相应的分度表，以方便用户根据需求选择合适的热电偶。 在实际使用热电偶时，常常会遇到冷端温度补偿问题。因为热电偶的冷端（参考端）通常暴露在环境温度中，其温度不是恒定的0℃，所以必须对冷端温度进行补偿。这可以通过使用补偿导线、冷端温度补偿器或者在电子设备中进行算法补偿来实现。 此外，文中还提及了18B20温度传感器，这是一种数字温度传感器，通常用于精确测量低温环境，与热电偶不同，它直接输出数字信号，简化了信号处理和读取过程。 热电偶是工业上广泛应用的温度测量工具，了解其工作原理、定律和类型以及冷端补偿方法，对于正确选用和使用热电偶至关重要。