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热电偶测温测量仪表综述

摘要：在工业生产中测温仪器有很多，而热电偶测温仪表是其中的一种。它是由

两种导体或半导体的两端分别焊接或绞接在一起，形成一个闭合回路，利用两点

的温度差来产生电动势工作的。热电偶的品种很多，各种分类方法也不尽相同，

按照工业标准化的要求可以分为标准化热电偶和非标准化热电偶两种。热电偶是

热电效应理论的具体应用之一，在温度测量中有广泛的应用，具有结构简单、性

能稳定、容易构造等优点。热电偶通过与显示仪表配合使用，可以实现远距离测

量、自动记录、温度自动控制等。

关键字：热电偶；温差；热电动势；热电效应

1.测温仪表及热电偶测温的种类

测温仪表的种类有很多，科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温

技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出

不同需要的测温仪器，主要有液晶温度计、光测高温计、半导体温度计、转动式

温度计、压力式温度计、玻璃管温度计、指针式温度计、高温温度计、温差电偶

温度计、电阻温度计、气体温度计和热电偶温度计等。

根据热电偶的用途、安装方法和结构形式的不同，热电偶可以分为普通型热

电偶、铠装热电偶两大类。而常用热电偶按热电偶的分度号有主要有S、R、B、

N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于

廉金属热电偶。

S分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期

使用温度1400℃，短期1600℃。在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，

通常用作标准热电偶；R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右，其它性

能几乎完全相同；B分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导

线。它的长期使用温度为1600℃，短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用，

也可在真空条件下短期使用。N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强，

热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐照及耐低温性能也好，

可以部分代替S分度号热电偶；K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、

惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000℃，短期1200℃。在所有热电偶中使

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用最广泛

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；E分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜

在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度0-800℃；J分度号的特点是既可用

于氧化性气氛(使用温度上限750℃)，也可用于还原性气氛(使用温度上限

950℃)，并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工；T分度号的特点是在所

有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300℃以下的温度。

2.热电偶测温的基本原理

热电偶之所以能够用来测量温度，那是因为它把温度信号转换成热电动势信

号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成

份的均质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，

此时两端之间就存在热电动势，其原理图如图1。

而之所以会产生热电动势是由于不同的导体材料的电子密度不同，即使相同

的导体材料，温度不同，其电子密度也不相同，当异质金属Ａ、Ｂ组成闭合回路，

由于接点a、b的温度不同，则同一导体温度高的地方自由电子密度大，温度低

的地方自由电子密度小，所以在闭合回路中，自由电子密度大的要向自由电子密

度小的区域扩散，这样在回路中就产生了“净”电荷流