一、什么是热电偶

热电偶是用于测量温度的传感器。热电偶是一种非常受欢迎的传感器，由于其成本相对较低，可互换性强，测量范围广，可靠性高。从工厂自动化和工艺控制，到汽车、航空贝博bb登录中心、军事、能源生产、金属制造、医学等各个行业，热电偶都被广泛使用。其具有标准的连接器类型，使其可互换性高。其线材是简单的两根线缠绕而成的，也可以被封闭在的探头中，用于恶劣的工业环境。

二、热电偶类型

使用不同种类的合金材料，可以为我们提供各种不同的温度测量范围。这些测量范围被划分为不同的"热电偶类型"，以下是常见类型：

● 热电偶 K 型：由镍铝合金制成，导致测量范围很广，从 −200 °C 至 +1350 °C（−330 °F 到 +2460 °F）。

● J型

● T型

● E型

● R型

● S型

● B 型

● N型

● C型

J、K、T和E型称为为金属热电偶。R型、S型和B型被称为贵金属热电偶，用于高温应用。

以下是当今使用的最流行的热电偶类型：

下图提供了详细的热电偶比较：

三、热电偶变送器是如何工作的

热电偶的工作原理是基于Sebeck 效应，该效应指的是当一对不同金属在两端相互接触时，它们会受到温度变化的影响，从而产生很小的电压电位。不需要由信号调节器供电。这听起来不大可能，我们是在从无到有地创造自由能源吗？当然不是。这只是一个物理问题。考虑电子同时携带电能和热量。拿一根裸露的铜线，在一端握住。电子被皮肤的热量所激发，会从触摸它的地方传播到离你远的凉的哪一端，沿着电线的长度产生温度梯度。热量已经转化为能量。

这种现象最初是由意大利科学家亚历山德罗·贝博bb登录中心塔（我们称之为"伏特"）在1794年发现的。但是德国物理学家托马斯·约翰·西贝克在1821年重新发现了它。他指出，当由两种不同金属制成的电线在两端连接时，这些两端之间有温差，在交界处产生较小的电压电位差。

我们称之为西贝克电压，从热能中创造这种电势就称为"西贝克效应"。根据西贝克200年前的观测结果，物理学家能够确定西贝克系数即由特定物质的温差引起的热电压的强度。

经过数十年的研究、试验和错误，我们能够知道哪些金属在配对时是最好的。不同的组合提供不同的有效测量范围。当然，每种金属都有自身特性，这进一步决定了它们适合在哪里使用。

现在，热电偶背后的技术已经相当成熟，我们目前市场上有行业标准的"热电偶类型"，如K型，它由铬金属和铝金属进行配对，提供了非常广泛的测量范围。

这听起来很简单 - 抓住一个热电偶线，将其连接到你的数据采集系统的一端，并开始测量温度。但事实是，你还需要做一些其他事来获得更准确的结果。为了将热电偶传感器的输出转换为可用的温度读数，还需要采取另外两个步骤：冷端补偿和线性化。让我们看看他们是如何工作的以及他们的作用。

四、热电偶变送器的应用

温度是世界上最常测量的物理特性，热电偶是最常见的温度测量传感器。因此，热电偶在每个行业和部门都有数以百万计的应用。下面是其中的几个例子：

● 发电厂（温度是部件过热的指标）

● 家用电器，其中热敏电阻是不足够的

● 工业过程控制和工厂自动化

● 食品和饮料制造

● 金属、纸浆和造纸加工厂

● 环境监测和研究

● 科学研究与开发（R&D）

● 药品和医疗用品的制造和测试

● 汽车系统和测试应用、冷热天气测试、制动测试、ADAS 测试、燃烧分析等

● 飞机和火箭发动机系统及测试

● 卫星和贝博bb登录中心器的制造和测试等等。

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