[科普中國]-熱電偶電路

熱電偶也叫溫差電偶，是最早出現(xiàn)的一種熱電探測器件，其工作原理是溫差電效應(yīng)，是利用塞貝克效應(yīng)制成的溫度傳感器。在電路中，相隔兩點(diǎn)間存在溫差的閉合電路稱為熱電偶電路。

電路中，相隔兩點(diǎn)間存在溫差的閉合電路稱為熱電偶電路。

原理其工作原理是溫差電效應(yīng)。例如，由兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成的接點(diǎn)，在接點(diǎn)處可產(chǎn)生電動勢。這個電動勢的大小和方向與該接點(diǎn)處兩種不同的導(dǎo)體材料的性質(zhì)和兩接點(diǎn)處的溫差有關(guān)。如果把這兩種不同的導(dǎo)體材料接成回路，當(dāng)兩個接頭處溫度不同時，回路中即產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。 構(gòu)成溫差電偶的材料，既可以是金屬，也可以是半導(dǎo)體。在結(jié)構(gòu)上既可以是線、條狀的實體，也可以是利用真空沉積技術(shù)或光刻技術(shù)制成的薄膜。實體型的溫差電偶多用于測溫，薄膜型的溫差電堆（由許多個溫差電偶串聯(lián)而成）多用于測量輻射，例如，用來標(biāo)定各類光源，測量各種輻射量，作為紅外分光光度計或紅外光譜儀的輻射接收元件等。1

具體操作熱電偶可用以防止主燃?xì)忾y開啟，或在信號火焰熄滅時關(guān)閉主閥。熱電偶的熱端裝在信號火焰中。熱電偶可產(chǎn)生小電流。當(dāng)溫控器觸點(diǎn)閉合時，熱電偶產(chǎn)生的電流開啟燃?xì)夤?yīng)管上的電磁導(dǎo)閥(pilot solenoid valve)。電磁導(dǎo)閥操縱主燃?xì)忾y。開路時，熱電偶產(chǎn)生30mV(1v等于10130mV)電壓。讀數(shù)超過或低于此值2mV，表明熱電偶損壞。電磁導(dǎo)閥動作至少需要7mV。如果熱端的加熱火焰熄滅，只要電磁線圈工作正常，它就會在一分鐘內(nèi)失去磁力。(但有的標(biāo)準(zhǔn)允許在家用和小型商用機(jī)組中關(guān)閉系統(tǒng)三分鐘)。用鋁管做信號火焰的燃?xì)饨庸鼙容^好(銅管內(nèi)會有剝落反應(yīng))。必須防止鋁管電解(通常加有外層塑膠保護(hù)套)。如果信號火焰太高(有調(diào)節(jié)螺絲)，熱電偶可能過熱而毀壞。如果主燃燒器火焰接觸熱電偶，將被損毀。2

應(yīng)用熱電偶電路一般可以測量溫度，也可以作為傳感器用。當(dāng)外界溫度改變時，可以進(jìn)行一些控制。比如說控制水溫，氣溫等。

熱電偶溫度計的優(yōu)點(diǎn)熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是：

①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。

③構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)