兩種不同材料的導體或半導體(通常稱為熱點極)兩端接合(接合點A與B)形成回路時候,當兩端的接合點TA≠TB時,在回路中就會產生電動勢,通過溫度差變化引起電動勢的變化稱為熱電效應,該電動勢又被稱為熱電勢,如圖1所示。由于該熱電勢是由兩種不同的導體材料產生的,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化電信號,使得測量可以很容易簡單的進行。對于熱電偶熱電勢的產生需要達到如下條件:
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兩種不同材料的導體或半導體;
溫度差的產生,即TA≠TB。
改變TA(稱之為測量端,也叫熱端)結點溫度時,保持TB(稱之為參考端,也叫冷端)處于一恒溫狀態(tài),就能通過熱電勢與溫度關系得出該兩種材料所形成的熱電偶分度表,由于熱電勢指的是EAB(TA,TB),兩端接合點溫度差所對應的電勢差有關,而溫度差相同但溫度段不同時對應的信號大小也是不一致的,例如0~50℃和50~100℃的溫度差相同,但信號大小卻是不相同,為了準確測量溫度信號就必須把其中一頭的溫度固定下來,通常分度表的TB一般為0℃。所以從理論上講,任何兩種導體都可以配制為熱電偶,但得到的并不全是滿足測量需求的,如測溫精度、測溫范圍、測溫瞬變程度等。
在多年的時間測試了許多種熱電材料組合的熱電特性,經過百多年的發(fā)展已經對產品的規(guī)格及性能都已標準化。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。對于熱電偶類型所選用的材料均可在網上找到對應資料。對于不同型號類型熱電偶擁有自己所測量的溫度區(qū)間,將在后續(xù)選取中進一步介紹。