熱電偶的工作原理：
當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體a和b組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為t，稱為工作端或熱端，另一端溫度為to，稱為自由端(也稱參考端)或冷端，則回 路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè)：其一，當(dāng)有電流流過(guò)兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱為珀?duì)柼?yīng)；其二，當(dāng)有電流流過(guò)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量(取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向)，稱為湯姆遜效應(yīng)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì)eab(t，t0)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無(wú)關(guān)。無(wú)論接觸電勢(shì)或溫差電勢(shì)都是由于集中于接觸處端點(diǎn)的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，熱電偶測(cè)量的熱電勢(shì)是二者的合成。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí)，在斷開(kāi)處a，b之間便有一電動(dòng)勢(shì)差△v，其極性和大小與回路中的熱電勢(shì)一致。并規(guī)定在冷端，當(dāng)電流由a流向b時(shí)，稱a為正極，b為負(fù)極。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)△v很小時(shí)，△v與△t成正比關(guān)系。定義△v對(duì)△t的微分熱電勢(shì)為熱電勢(shì)率，又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點(diǎn)的溫度差。熱電偶的種類
常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶中國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按iec國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并s、b、e、k、r、j、t七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。
1、k型熱電偶鎳鉻(鎳硅(鎳鋁)熱電偶)
k型熱電偶是抗氧化性較強(qiáng)的廉金屬熱電偶，可測(cè)量0～1300℃的介質(zhì)溫度，適宜在氧化性及惰性氣體中連續(xù)使用，短期使用溫度為1200℃，長(zhǎng)期使用溫度為1000℃，其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系近似線性，是目前用量的熱電偶。然而，它不適宜在真空、含硫、含碳?xì)夥占把趸€原交替的氣氛下裸絲使用;當(dāng)氧分壓較低時(shí)，鎳鉻極中的鉻將擇優(yōu)氧化，使熱電勢(shì)發(fā)生很大變化，但金屬氣體對(duì)其影響較小，因此，多采用金屬制保護(hù)管。
k型熱電偶缺點(diǎn)：
(1)熱電勢(shì)的高溫穩(wěn)定性較n型熱電偶及貴重金屬熱電偶差，在較高溫度下(例如超過(guò)1000℃)往往因氧化而損壞;
(2)在250～500℃范圍內(nèi)短期熱循環(huán)穩(wěn)定性不好，即在同一溫度點(diǎn)，在升溫降溫過(guò)程中，其熱電勢(shì)示值不一樣，其差值可達(dá)2～3℃;
(3)其負(fù)極在150～200℃范圍內(nèi)要發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變，致使在室溫至230℃范圍內(nèi)分度值往往偏離分度表，尤其是在磁場(chǎng)中使用時(shí)往往出現(xiàn)與時(shí)間無(wú)關(guān)的熱電勢(shì)干擾;
(4)長(zhǎng)期處于高通量中系統(tǒng)輻照環(huán)境下，由于負(fù)極中的錳(mn)、鈷(co)等元素發(fā)生蛻變，使其穩(wěn)定性欠佳，致使熱電勢(shì)發(fā)生較大變化。
2、s型熱電偶(鉑銠10-鉑熱電偶)
該熱電偶的正極成份為含銠10%的鉑銠合金，負(fù)極為純鉑。
其特點(diǎn)是：
(1)熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng)、宜在氧化性氣氛中連續(xù)使用、長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1300℃，超達(dá)1400℃時(shí)，即使在空氣中、純鉑絲也將會(huì)再結(jié)晶，使晶粒粗大而斷裂;
(2)精度高，在所有熱電偶中準(zhǔn)確度等級(jí)，通常用作標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)量較高溫度;
(3)使用范圍較廣，均勻性及互換性好;
(4)主要缺點(diǎn)有：微分熱電勢(shì)較小，因而靈敏度較低;價(jià)格較貴，機(jī)械強(qiáng)度低，不
適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。
3、e型熱電偶(鎳鉻-銅鎳[康銅]熱電偶)
e型熱電偶為一種較新產(chǎn)品，正極為鎳鉻合金，負(fù)極為銅鎳合金(康銅)。其特點(diǎn)是在常用的熱電偶中，其熱電勢(shì)，即靈敏度;它的應(yīng)用范圍雖不及k型偶廣泛，但在要求靈敏度高、熱導(dǎo)率低、可容許大電阻的條件下，常常被選用;使用中的限制條件與k型相同，但對(duì)于含有較高濕度氣氛的腐蝕不很敏感。
4、n型熱電偶(鎳鉻硅-鎳硅熱電偶)
該熱電偶的主要特點(diǎn)：在1300℃以下調(diào)溫抗氧化能力強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻射及耐低溫性能好，另外，在400～1300℃范圍內(nèi)，n型熱電偶的熱電特性的線性比k型偶要好;但在低溫范圍內(nèi)(-200～400℃)的非線性誤差較大，同時(shí)，材料較硬難于加工。
5、j型熱電偶(鐵-康銅熱電偶)
j 型熱電偶：該熱電偶的正極為純鐵，負(fù)極為康銅(銅鎳合金)，具特點(diǎn)是價(jià)格便宜,適用于真空氧化的還原或惰性氣氛中，溫度范圍從-200～800℃，但常用溫度只在500℃以下，因?yàn)槌^(guò)這個(gè)溫度后，鐵熱電極的氧化速率加快，如采用粗線徑的絲材，尚可在高溫中使用且有較長(zhǎng)的壽命;該熱電偶能耐氫氣(h2)及一氧化碳(co)氣體腐蝕，但不能在高溫(例如500℃)含硫(s)的氣氛中使用。
6、t型熱電偶(銅-銅鎳熱電偶)
t型熱電電偶：該熱電偶的正極為純銅，負(fù)極為銅鎳合金(也稱康銅)，其主要特點(diǎn)是：
在廉金屬熱電偶中，它的準(zhǔn)確度、熱電極的均勻性好;它的使用溫度是-200～350℃，因銅熱電極易氧化，并且氧化膜易脫落，故在氧化性氣氛中使用時(shí)，一般不能超過(guò)300℃，在-200～300℃范圍內(nèi)，它們靈敏度比較高，銅-康銅熱電偶還有一個(gè)特點(diǎn)是價(jià)格便宜，是常用幾種定型產(chǎn)品中的一種。
7、r型熱電偶(鉑銠13-鉑熱電偶)
該熱電偶的正極為含13%的鉑銠合金，負(fù)極為純鉑，同s 型相比，它的電勢(shì)率大15%左右。
(1)熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng)、宜在氧化性氣氛中連續(xù)使用、長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1300℃，超達(dá)1400℃時(shí)，即使在空氣中、純鉑絲也將會(huì)再結(jié)晶，使晶粒粗大而斷裂;
(2)精度高，在所有熱電偶中準(zhǔn)確度等級(jí)，通常用作標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)量較高溫度;
(3)使用范圍較廣，均勻性及互換性好;
(4)主要缺點(diǎn)有：微分熱電勢(shì)較小，因而靈敏度較低;價(jià)格較貴，機(jī)械強(qiáng)度低，不
適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。