熱電偶是工業上zui常用的溫度檢測元件之一。其優點是:測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達+2800℃(如鎢-錸)。構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。
熱電偶實際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度。熱電偶必須由兩種不同的均質導體或半導體構成。若熱電極材料不均勻,由于溫度梯存在,將會產生附加熱電勢。
熱電偶材料受溫度作用后能產生較高的熱電勢, 熱電勢和溫度之間的關系呈線性或近似線性的單值函數關系;能測量較高的溫度, 并在較寬的溫度范國內應用, 經長期使用后, 物理、化學性能及熱電特性保持穩定;要求材料的電阻溫度系數要小, 電阻率高, 導電性能好, 熱容量要小;復現性要好, 便于大批生產和互換, 便于制定統一的分度表;機械性能好, 材質均勻;
熱電偶測量管道中的氣體溫度時,如果管壁溫度明顯地較高或較低,則熱電偶將對之輻射或吸收熱量,從而顯著改變被測溫度。這時,可以用一輻射屏蔽罩來使其溫度接近氣體溫度,采用所謂的屏罩式熱電偶。
標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。
熱電偶安裝時應放置在盡可能靠近所要測的溫度控制點。為防止熱量沿熱電偶傳走或防止保護管影響被測溫度,熱電偶應浸入所測流體之中,深度至少為直徑的10倍。當測量固體溫度時,熱電偶應當頂著該材料或與該材料緊密接觸。為了使導熱誤差減至zui小,應減小接點附近的溫度梯度。
由于熱電偶探頭的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶/探頭的冷 端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控制室內,連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶/探頭補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶/探頭的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。