兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體(通常稱為熱點(diǎn)極)兩端接合(接合點(diǎn)A與B)形成回路時(shí)候,當(dāng)兩端的接合點(diǎn)TA≠TB時(shí),在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),通過(guò)溫度差變化引起電動(dòng)勢(shì)的變化稱為熱電效應(yīng),該電動(dòng)勢(shì)又被稱為熱電勢(shì),如圖1所示。由于該熱電勢(shì)是由兩種不同的導(dǎo)體材料產(chǎn)生的,又稱之為熱電偶。由熱電偶的定義可以發(fā)現(xiàn),熱電偶可將溫度直接轉(zhuǎn)化電信號(hào),使得測(cè)量可以很容易簡(jiǎn)單的進(jìn)行。對(duì)于熱電偶熱電勢(shì)的產(chǎn)生需要達(dá)到如下條件:
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兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體;
溫度差的產(chǎn)生,即TA≠TB。
改變TA(稱之為測(cè)量端,也叫熱端)結(jié)點(diǎn)溫度時(shí),保持TB(稱之為參考端,也叫冷端)處于一恒溫狀態(tài),就能通過(guò)熱電勢(shì)與溫度關(guān)系得出該兩種材料所形成的熱電偶分度表,由于熱電勢(shì)指的是EAB(TA,TB),兩端接合點(diǎn)溫度差所對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差有關(guān),而溫度差相同但溫度段不同時(shí)對(duì)應(yīng)的信號(hào)大小也是不一致的,例如0~50℃和50~100℃的溫度差相同,但信號(hào)大小卻是不相同,為了準(zhǔn)確測(cè)量溫度信號(hào)就必須把其中一頭的溫度固定下來(lái),通常分度表的TB一般為0℃。所以從理論上講,任何兩種導(dǎo)體都可以配制為熱電偶,但得到的并不全是滿足測(cè)量需求的,如測(cè)溫精度、測(cè)溫范圍、測(cè)溫瞬變程度等。
在多年的時(shí)間測(cè)試了許多種熱電材料組合的熱電特性,經(jīng)過(guò)百多年的發(fā)展已經(jīng)對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格及性能都已標(biāo)準(zhǔn)化。目前常用的熱電偶類型有8種,S、R、B、E、T、J、K、N。其中S、R、B屬于貴金屬材料熱電偶;E、T、J、K、N屬于廉金屬材料熱電偶。對(duì)于熱電偶類型所選用的材料均可在網(wǎng)上找到對(duì)應(yīng)資料。對(duì)于不同型號(hào)類型熱電偶擁有自己所測(cè)量的溫度區(qū)間,將在后續(xù)選取中進(jìn)一步介紹。