温度测量
热电偶温度计 热电阻温度计

一、热电偶的基本原理
热电偶测温主要利用热电效应 热电效应：两种不同的导体（或半导体）A和B组 成闭合回路，如下图所示。当A和B相接的两个 接点温度T和T0不同时，则在回路中就会产生一 个电势，这种现象叫做热电效应。由此效应所 产生的电势，通常称为热电势，用符号EAB（T， T0）表示。
标准化热电偶 1．铂—铂铑热电偶(S型)
测量温度：长期：1300℃、短期：1600℃。
2．镍铬—镍硅(镍铝)热电偶(K型)
测量温度：长期1000℃，短期1300℃。
3．镍铬—考铜热电偶(E型)
测量温度：长期600℃，短期800℃。
4．铂铑30—铂铑6热电偶(B型)
测量温度：长期可到1600℃，短期可达1800℃。
2．铜热电阻

特点：它的电阻值与温度的关系是线性的，电 阻温度系数也比较大，而且材料易提纯，价格 比较便宜，但它的电阻率低，易于氧化。
3.两线制测量线路
利用不平衡电桥测量。 缺点：即使被测温度没有变化，如果环境温度 发生变化，也会使测量值发生变化。 适用场合：环境温度恒定或变化不大的现场。
To

A
eA(T,To)
T
eA (T , T0 ) eA (T ) eA (T0 )
结论：
1.热电偶回路热电势的大小只与组成热 电偶的 材料 和材料两端连接点所处 的 温度 有关，与热电偶丝的直径、 长度及沿程温度分布无关。 2. 只有用 两种不同性质 的材料才能组 成热电偶，相同材料组成的闭合回路 不会产生热电势。
二、常用热电阻元件
1.铂热电阻 铂是一种贵金属。它的特点是精度高，稳定性好， 性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。 铂在很宽的温度范围内约1200C以下都能保证上述 特性。铂很容易提纯，复现性好，有良好的工艺性， 可制成很细的铂丝(0.02mm或更细)或极薄的铂箔。 与其它材料相比，铂有较高的电阻率，因此普遍认 为是一种较好的热电阻材料。 缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小； 价格贵
普通型热电偶的结构
2. 分类
（1）廉价金属热电偶
1）T型（铜－康铜）热电偶，测温范围-200-350℃
2）K型（镍铬－镍铝或镍硅）热电偶，范围-2001100℃
3）E型（镍铬－康铜）热电偶，上限1000 ℃
4）J型（铁－康铜）热电偶 5）镍铬－考铜热电偶
（2）贵金属热电偶
1）S型（铂铑10－铂）热电偶 2）R型（铂铑13－铂）热电偶 3）B型（铂铑30－铂铑6）热电偶 4）铱铑热电偶
2．中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种导体，只要第 三种导体两端温度相同，该导体的引入对热电 偶回路的总电势没有影响。 引出结论：热电偶回路中接入多种导体后，只 要保证接入的每种导体的两端温度相同，则对 热电偶的热电势没有影响。 (a)
A T2 a 2 T0 E AB T0 C 2 3 T0 C B A B 3 T0 A
热端
冷端
什么是热电偶？
图中的闭合回路称为热电偶，导体A和B称为 热电偶的热电极。热电偶的两个接点中，置 于被测介质（温度为T）中的接点称为工作端 或热端，温度为参考温度T0的一端称为参考 端或冷端。

热电现象中产生的热电势是由接触电势和温差电 势两种电势的综合效果。
1．接触电势
接触电势：是指两热电极由于材料不同而 具有不同的自由电子密度，而热电极接点 接触面处就产生自由电子的扩散现象，当 达到动态平衡时，在热电极接点处便产生 一个稳定电势差。
热电阻温度计
WZP2-240/A级3线300/150mmE(0-300℃)隔爆热电阻
WZC-111/Φ12*1000mm Cu50铜热电阻
WZPK2-103/B级Φ6*515mm(0-300℃)铂热电阻
热电阻温度计的测量范围为300℃以下. 优点：无冷端温度补偿问题,特别适宜于低温 测量, 在中低温下测温, 它的输出信号比热 电偶的要大得多,故灵敏度高；电阻温度计的 输出是电信号，因此便于信号的远传和实现多 点切换测量。 缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电， 连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量 误差。
第三种材料 接入热电偶 回路图
T1 T1
(b)
T2
EAB
应用：
该定律表明热电偶回路中可接入各种 仪表或连接导线。只要仪表或导线处于 稳定的环境温度，原热电偶回路的热电
势将不受接入仪表或T1
T
T
3．中间温度定律
热电偶回路中，两接点温度分别为T、T0时 的热电势，等于接点温度为T、TN和TN、T0的 两支同性质热电偶的热电势的代数和。
A + B
接触电势 原理图
T eAB(T)
结论： 1.接触电势的大小和方向主要取决于两种 材料的性质（电子密度）和接触面温度 的高低。
2.温度越高，接触电势越大；两种导体电 子密度比值越大，接触电势也越大。
2．温差电势

温差电势：同一热 电极两端因温度不 同而产生的电势。
为了分析方便，温差 电势可由下面函数差 来表示：

一、电阻温度计的测温原理
导体或半导体的电阻率与温度有关，利 用此特性制成热电阻温度感温件，它与测量 电阻阻值的仪表配套组成热电阻温度计。

电阻温度计就是利用导体(或半导体)的电阻 值随着温度变化这一特性来进行温度测量的, 即把温度变化所引起导体电阻变化,通过测量 桥路转换成电压(毫伏级)信号,然后送入显示 仪表以指示或记录被测温度。
EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)
A
T
B
Tn
A
B
A
B
T0
作用：该定律为制定和使用热电偶的热电势-温 度关系即分度表奠定了理论基础。
三、常用热电偶的材料及特点
1. 热电偶结构
普通型、铠装 型和薄膜型 普通型： （1）热电极 （2）绝缘套管 （3）保护套管 （4）接线盒
普通型热电偶的结构
二、热电偶的基本定律
1．均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路中，不论其截面和长 度如何以及沿长度方向上各处的温度分布如何，都不能产 生热电势。反之，如果回路中有热电势存在则材料必为非 均质的.
结论： （1）热电偶必须由两种不同性质的材料构成。 （2）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如 产生热电势，便说明该材料是不均匀的。据此，可检查热 电极材料的均匀性。