铠装热电偶体积小、热容量小、动态响应快、可挠性好、 柔软性良好、强度高、耐压、耐震、耐冲击等许多优点，广泛 应用于工业生产过程。
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图 热电偶测温系统示意图
01
热电偶的工作原理
02
热电偶的基本定律
03
热电偶的材料和结构
01
热电偶的工作原理
1．热电效应
将两种不同的导体或半导体两端相接 组成闭合回路，如图2.2所示，当两个接点分别 置于不同温度t、t0（t > t0）中时，回路中就 会产生一个热电动势，这种现象称为热电效应。 两种导体称为热电极，所组成的回路称为热电偶， 热电偶的两个工作端分别称为热端和冷端。
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当t0=0，tn= t0时，上式可写成 EAB(t，0)=EAB(t，t0)+EAB(t0，0)
（2.5）
（2.6）
【例】 用镍铬-镍硅热电偶测炉温，当冷端温 度为30℃（且为恒定时），测出热端温度为t时 的热电动势为38.893mV，求炉子的真实温度。
[解]：设炉子真实温度为t，已知冷端温度t0=30℃，则热电 偶测得的热电势为 E(t，t0) = E(t，30) = 38.893 mV 查镍铬-镍硅热电偶分度表：E(30，0) = 1.203 mV 根据中间温度定律： E(t，0) = E(t，30) + E(30，0) = 38.893+1.203 = 40.096 mV 再查镍铬-镍硅热电偶分度表可知40.096 mV所对应的 温度为970℃，因此炉子真实温度为 t = 970℃
2．热电偶结构 热电偶温度传感器广泛应用于工业生 产过程中的温度测量，根据其用途和安装位置不 同，它具有多种结构形式。
（1）普通工业热电偶
普通工业热电偶通常由热电极、绝缘管、
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保护套管和接线盒等几个主要部分组成，其结构
如图2.3所示。
1—热电极；2—焊点；3—绝缘套管；4—保护套管； 5—接线盒；6—引线口 图2.3 普通工业热电偶结构
eAB(t)
eAB(t0)
注：接触电动势的大小与接点处温度高低和 导体的电子密度有关。温度越高，接触电动势越 大；两种导体电子密度的比值越大，接触电动势 越大。
（2）温差电动势
将一根导体A或者B的两端分别置于不 同的温度t、t0（t > t0）中时，由于导体热端的 自由电子具有较大的动能，使得从热端扩散到冷 端的电子数比从冷端扩散到热端的多，于是在导 体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。 与接触电势形成原理相同，在导体两端产生了温 差电动势，分别用eA(t，t0)、eB(t，t0)表示。
③ 热电偶回路总热电动势的大小只与材料和接点温度有
关，与热电偶的尺寸、形状无关。
2
热电偶的基本定律
1．中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三 种导体和原导体的两接点温度相同，则回路中总的热电 动势不变。
2．中间温度定律
热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电 偶在接点温度为t、tn和tn、t0时的热电动势的代数和，即 EAB(t，t0)=EAB(t，tn)+EAB(tn，t0)
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热电偶
补偿导线
温度计
（2）铠装热电偶
它是由金属套管、绝缘材料和热电极经焊接密封和装配等
工艺制成的坚实组合体。 金属套管材料:铜、不锈钢（1Cr18Ni9Ti）或镍基高温合 金（GH30）等；套管最长可达100 m以上,最细能达0.25 mm。 绝缘材料:电熔氧化镁、氧化铝、氧化铍等的粉末。
热电极有单支（双芯）、双支（四芯），彼此间互不接触
热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成。
（1）接触电动势
当 A 、 B 两种不同导体接触时，由于两者电 子密度不同（设 NA>NB ），从 A 扩散到 B 的电子 数要比从B扩散到A的电子数多，于是在A、B接 触面上形成了一个由 A到 B的静电场。该静电场 的作用一方面阻碍了A导体电子的扩散运动，同 时对B导体电子的扩散运动起促进作用，最后达 到动态平衡状态。这时 A、 B 接触面所形成的电 位 差 称 为 接 触 电 动 势 ， 其 大 小 分 别 用 eAB(t) 、 eAB(t0)表示。
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（2.1）
由于热电偶的接触电动势远远大于温差
电动势，且t > t0，所以总热电动势的方向取决于