什么是热电偶?
热电偶是根据热电效应的现象，即温差直接转化为温差的热结电压。它是一种用来测量温度的电子设备或传感器。
热电偶可以测量很宽的温度范围。它是一种简单，坚固，性价比高的温度传感器，用于各种工业应用，家庭，办公室和商业应用。
1821年，德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克发现了一个磁场当两种不同的金属在一端连接，并在两端之间产生温度差时产生。
他观察到由于磁场，电压由热电效应引起。然而，该电压非常小（根据MV）并且取决于热电偶中使用的金属的类型。
根据应用，不同设计的热电偶配置包括热电偶探头，带连接器的探头，红外热电偶，基线热电偶，以及热电偶线。
热电偶是如何工作的?
热电偶由两块不同的金属板组成。两个板在一端连接，并作接点。
连接在我们想要测量温度的元件或表面上。该交界处被称为热插拔。并且板的第二端保持在较低的温度（室温）。该交界处称为冷端或参考交界处。
根据这一点塞贝克效应，两种不同金属之间的温度差引起了热电偶板两点之间的电位差。
如果电路是闭合的，就会有非常小的电流流过电路。电路中接有一个电压表。由电压表测量的电压是两个结之间温度差的函数。
因此，通过测量电压，我们可以计算出热结的温度。
如何使用热电偶来测量温度在下面的视频中展开:
热电偶类型
根据不同类型的合金组合，热电偶有不同的类型。热电偶的类型是根据应用、成本、可用性、稳定性、化学性质、产量和温度范围来选择的。
在这里，我们将讨论不同类型的热电偶具有它们的特性。
K型热电偶
K型热电偶是最常用的热电偶类型，它的测温范围是最宽的。
k型热电偶的正极引出由大约90％的镍和10％铬组成。负极由约95％的镍，2％铝，2％锰和1％硅组成。
正引线是黄色的，是一种非磁性材料。负铅是红色的，它是一种磁性材料。外套是黄色的。
K型热电偶的温度范围为-200˚C至+1260˚C (-328 F至+2300 F)。它价格低廉，广泛用于温度灵敏度要求约41μV/˚C的通用应用。
K型热电偶的精度为±2.2 C%(0.75%)。热电偶的精度还取决于合金的偏差。
K型热电偶在干净的氧化气氛中性能最佳。不建议在真空中部分氧化条件下使用。
T型热电偶
这种类型的热电偶适用于测量低温。正铅由铜组成，负铅由康铜(45%镍和55%铜)组成。
T型热电偶的灵敏度为43µV/°C。这种热电偶适用于在氧化气氛中工作。该热电偶的温度范围在-200°C到350°C之间。
型j热电偶
这种类型的热电偶是一种低成本和最常用的热电偶。正极由铁制成，负引线由壬烷（45％镍和55％铜）制成。
正极铅是着色白色，负端子是红色的。整个夹克是彩色黑色的。
J型热电偶的温度范围为-210˚C ~ 750˚C (-346F ~ 1400F)。与K型热电偶相比，这种类型的热电偶具有较小的温度范围和较短的寿命。但是这种热电偶非常适合在氧化环境中使用。
该类型热电偶的精度为±2.2˚C(0.75%)。这种类型的热电偶不推荐用于低温应用。这种热电偶的灵敏度约为50μV/˚C。
E型热电偶
在适中的温度范围内，这种热电偶比K型和J型热电偶具有更高的精度和更强的信号。与k型热电偶相比，E型热电偶每度产生的电动势最高。
正极由镍铬(90%镍和10%铬)组成，负极由康斯坦酸(95%镍，2%铝，2%锰，1%硅)组成。正铅是紫色的，负铅是红色的。
这种类型的热电偶的温度范围是-270˚C到870˚C(454到1600F)。标准精度为±1.7˚C%。
这种类型的热电偶用于要求高精度和快速响应的地方。它不用于真空或低氧应用和硫磺环境。E型热电偶比J型、K型热电偶成本高。
N型热电偶
N型热电偶由澳大利亚的国防科学和技术组织（DSTO）设计，由Noel A. Burley。n热电偶类型的精度和温度限制与k热电偶相同。
N型热电偶的温度范围在-270°C到1300°C之间。灵敏度略低于K型热电偶，为39μV/˚C。
N型热电偶由Nicrosil和NISIL组成。尼加罗西尔是镍，铬和硅的组合。它制作了正电线。尼西是镍和硅的组合。它制成负线。
这种热电偶是K型热电偶在低氧条件下的最佳选择。这种类型的热电偶适用于真空、氧化气氛、惰性气氛或干燥气氛。
S型热电偶
S型热电偶用于更高温度的应用。由于精度高、稳定性好，有时也用于低温。
S型热电偶的温度范围在630°C到1064°C之间。正铅由90%的铂、10%的铑组成，负铅由铂组成。
通常，这种类型的热电偶用于应用，如制药和生物技术行业的高温应以高精度测量。
R型热电偶
型热电偶也由铂和铑组成。但R型热电偶的输出范围和稳定性略高于S型热电偶。
阳性铅PF型R热电偶由87％的铂和13％的铑组成。负极铅由铂组成。该热电偶的温度范围在0°C至1600°C之间。
B型热电偶
B型热电偶也由铂和铑的组合组成。热电偶的正引线由70%的铂和30%的铑组成。负铅由94%的铂和6%的铑组成。
B型热电偶用于测量高达1800°C的温度。但是这种热电偶的输出比R型和S型热电偶低。
你怎么知道你是否有一个糟糕的热电偶？
为了理解什么时候我们有一个坏的热电偶，我们首先必须了解一个好的热电偶的工作原理(工作中的热电偶)
热电偶通过热电效应工作，即温差直接转换为电压。当热电偶的探针放在我们要测量的表面上时，探针的温度略有不同。
由于这种温差，就产生了电动势。这个电动势正比于温度。
您可以测量生成的EMF在毫伏计的帮助下。毫伏特计与一个热电偶的两个探针相连。
如果你增加温度，产生的电动势也会增加。
因此，如果EMF读数相对于温度不变化，则热电偶差/不正常工作。
在使用热电偶之前，您必须有正在使用的热电偶的参考数据表。从数据表中，您可以找到温度和相应的EMF表。
RTD和热电偶
RTD (电阻温度计探测器)和热电偶两个装置都用来测量温度。作为一种温度传感器，很难确定哪种传感器的整体性能更好。
但是，如果指定一些性能参数，如成本，温度范围，坚固性和测量速度，则热电偶与RTD相比具有更好的性能。
热电偶的成本要低得多(几乎是RTD的2.5到3倍)。而且，安装成本也更便宜。RTD设计用于测量有限范围的温度。
RTD的优点是它比热电偶更精确。与热电偶相比，测量的重复性更强。因此，在需要最精确温度的应用中，RTD是首选。
所以，两种设备都有各自的优点和缺点。热电偶具有广泛的温度测量范围，便宜，耐用。另一方面，RTD具有更好的精度和可靠的测量。
热电偶颜色代码
热电偶的色标因国家标准的不同而不同。在下表中，我们讨论了不同标准的色标。
热电偶应该持续多长时间?
热电偶的寿命取决于使用它的应用。因此，我们不能完全定义热电偶的寿命。
如果你保持妥善，它将持续多年。但是，经过多年的连续使用，也许会有衰老的效果。因此，它将产生弱输出信号。
热电偶的成本并不高得多。因此，建议在2至3年后改变热电偶。
热电偶应用
热电偶的应用如下:
- 它在钢铁工业中被用来监测温度。对于这种类型的应用，B型、S型、R型和K型热电偶用于电弧炉。
- 热电偶的原理是用来测量入射辐射的强度(特别是可见光和红外光)。这个仪器被称为热堆辐射传感器。
- 它用于恒温器中的温度传感器，以测量办公室，陈列室和房屋的温度。
- 热电偶用于检测用于从燃气(如热水器)中产生热量的电器中的先导火焰。
- 为了测试电流容量，安装在测试开关设备的热稳定性时监控温度。
- 热电偶数量安装在化学生产植物和石油炼油厂中，以测量和监测植物不同阶段的温度。
