EAB (t , t0 ) EAC (t , t0 ) EBC (t , t0 )
t0
A 作用： B=A
t0
t0
C －B
C
t
t
t
这里C称为标准电极。标准电极通常采用纯铂丝制成，因为 铂容易提纯，熔点高，性能稳定。标准电极定律使热电偶的 选配工作大为简化，只要知道一些材料与标准电极相配时的 热电势，就可求出任何两种材料配成热电偶的热电势。
E (t ,0) E (t , t0 ) E (t0 ,0)
e-单位电荷,e=4.802×10－10 NA,NB-电子密度
4
(2)温差电势
由于同一根导体中电子从高温端向低温端迁移而引起 的电动势，只与导体材料性质和两端温度有关， 记作 eA(t, t0)= eA(t)- eA(t0)。
eA (t,t0)
热端 t t>t0
+++
冷端 t0
温差电势原理图
5
(3)热电势公式推导：
E T0
E
T0
T0
T1
T1
T
T
也允许采用不同方法来焊接热电偶。
(3)中间温度定律
热电偶回路中，热端温度为t、冷端为t0时的热电势，等于 此热电偶热端为t、冷端为tn ，及同一热电偶热端为tn 、冷 端为t0时热电势的代数和。
A
tn
A
A
A
t
B
t0 =
t
tn
B
t0
作用：
B tn B EAB (t , t0 ) EAB (t , tn ) EAB (tn , t0 )
温度
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
（四）热电偶冷端温度的影响及处理
热电偶的分度表所表征的是冷端温度为0℃时的热电势温度关系，与热电偶配套使用的显示仪表就是根据这一关系 进行刻度的。因此，尽管使用补偿导线可以把热电偶的冷端 延伸到温度易稳定的地方，但此时冷端温度可能还有变化， 或者不等于0℃，造成测量误差。因此，在实际应用中，必 须采取措施来保证冷端温度恒为0℃或补偿冷端温度不等于 0℃时带来的测量误差。 常用的冷端温度补偿方法有：恒温法、示值修正法、冷端温 度补偿电桥法等。
三、热电偶测温仪表
基于热电效应原理的测温仪表。
组成 热电偶 1
2 3
连接导线 2
显示仪表 3
1
t0
1 t
2
广泛应用于生产和研究领域：
测温精度高、性能稳定； 结构简单，易于制造，产品互换性好； 便于信号远传和实现多点切换； 测温范围广，可达-200~2000℃； 形式多样，适用于各种测温条件。
（三）常用热电偶测温系统
1. 热电偶信号传输到控制室
（2）采用补偿导线
A'
t0
B'
EE
E EAB t , t0 ' EA' B' t0 ' , t0
若A’、B’ 的热电特性与A、B热
电特性在t0’~t0范围内相似，则
t0 '
EA' B' (t0 ' , t0 ) EAB t0 ' , t0
三、热电偶测温仪表
（一）热电偶测温仪表工作原理 1.热电效应
热电偶的测温原理是以热电效应为基础的。两种不同材 料的导体A、B组成一个闭合回路，当回路两端接点t0、t 的 温度不相同时（假设t＞t0），回路中就会产生一定大小的电 势，形成电流，这个电流的大小与导体材料性质和接点温度 有关，这种原理称为热电效应。这种现象早在1821年首先由 西拜克（Seeback）发现,所以又称西拜克效应。
16
K型（镍铬－镍硅）热电偶分度表（ITS-90）
温度单位：℃ 电压单位：mV 参考温度点（自由端温度）：0℃(冰点 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -95 -100 ) 温度
-200 -100 -5.8914 -3.5536 -6.0346 -3.8523 -6.1584 -4.1382 -6.2618 -4.4106 -6.3438 -4.669 -6.4036 -4.9127 -6.4411 -5.1412 -6.4577 -5.354 -5.5503 -5.7297 -5.8128 -5.8914
-3.3996
95 3.8892 7.9387 12.0015 16.186 20.4312 24.6929 28.9194 33.0703 37.1258 41.0806 44.9293 48.6556 52.2354
-3.5536
100 4.0962 8.1385 12.2086 16.3971 20.6443 24.9055 29.129 33.2754 37.3259 41.2756 45.1187 48.8382 52.4103
E EAB t , t0
现场
控制室
t0在控制室内，温度稳定，则保证E与t的单值对应关系。
tn A t B 2 3
补偿导线 A’
t0
B ’
补偿导线：是在一定的温度范围内Fra bibliotek0-100℃或0-200℃）与所 接的热电偶热电性能相同的廉价金属丝。 补偿导线只是改变了冷端的位置，根据热电偶的基本定律， 利用接入的补偿导线，使冷端远离测温现场，并同测量仪表 一起放在恒温或温度波动较小的控制室里。
-2.2428
60 2.4365 6.5402 10.5613 14.7126 18.9409 23.2027 27.4471 31.6277 35.7177 39.708 43.5951 47.3668 51.0003 54.4788
-2.5866
70 2.8512 6.9406 10.9709 15.1327 19.3663 23.6288 27.8686 32.041 36.1212 40.1015 43.9777 47.7368 51.3552 54.8186
-2.9201
80 3.2666 7.34 11.3821 15.5536 19.7921 24.0547 28.2895 32.4534 36.5238 40.4939 44.3593 48.1054 51.7085
-3.2427
90 3.6819 7.7391 11.7947 15.975 20.2181 24.4802 28.7096 32.8649 36.9254 40.8853 44.7396 48.4726 52.0602
-0.7775
20 0.7981 4.9199 8.9399 13.0396 17.2431 21.4971 25.7547 29.9653 34.0934 38.124 42.0531 45.8733 49.5651 53.1058
-1.1561
30 1.2033 5.3284 9.3427 13.4566 17.6669 21.9236 26.1786 30.3822 34.501 38.5215 42.4403 46.2487 49.9263 53.4512
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（三）常用热电偶测温系统
1. 热电偶信号传输到控制室 （1）采用普通铜导线
A'
t0
B'
EE
E EAB t , t0 ' EA' B' t0 ' , t0
t0 '
若A´，B´为普通铜导线，则
E EAB t , t0 '
现场
控制室
t0´为现场环境温度，不稳定，从而导致E与t的关系不唯一。
可得热电势公式为：
E AB (t , t0 ) eAB (t ) eAB (t0 ) eA (t , t0 ) eB (t , t0 ) eAB (t ) eAB (t0 )
根据电磁场理论得
温差电势远小于接触电势
k t NA E AB (t , t0 ) ln dt f AB (t ) f AB (t0 ) t e 0 NB
(2)中间导体定律
由两种不同导体构成的热电偶回路中，接入第三种导体， 只要保持第三种导体两端温度相等，则对回路热电势没有影 响。
第三种材料 接入热电偶 回路图
A T2 a
2
T0 E AB a EAB
C
3 T0
A T1 T1
(a)
(b)
B
A B
T0 T2
C 2 3 T0
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根据上述原理，可以在热电偶回路中接入电位计E，只要保 证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中 原来的热电势，接入的方式见下图所示。
A B
2
术语：
热电偶——两种不同材料的组合体称为热电偶； 热电极——构成热电偶的两种导体称为热电极； 测量端（工作端，热端）——插入被测介质中感受被测温度 的一端，如图中接点 t ； 参考端（自由端，冷端）——处于周围环境中的一端，如图 中接点t0。
测量端
参考端
3
2.热电势
热电势是接触电势和温差电势共同作用的结果。
(1)接触电势
由于两种不同导体的电子密度不同，从而在接点处发生 电子扩散而形成的电动势。它只与A、B导体的性质和接点处 温度有关，记作eAB(t)。
电子浓度NA>NB eAB(t)
A +++ NA t
NB
B－ － －
e AB(t )
kt N A ln( ) e NB
k-波尔曼系数,k=1.38×10－23(J/℃)
对于给定热电偶，热电势是其两端温度函数之差。若其冷端温 度 t0 恒定，则 f (t0) 是定值。热电偶回路热电势只与组成热电 偶的材料及两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。