热电偶传感器的工作原理

热电偶是一种接触式温度测量仪表，是工业生产中zui常用的温度测量仪表之一。具有测量精度高的特点；由于热电偶与被测物体直接接触，不受中间介质的影响；并且测量范围广。常用热电偶可在-50～＋1600℃连续测量，部分特殊热电偶可低至269℃（如金、铁、镍、铬），最高可达+2800℃（如钨铼） .该热电偶结构简单，使用方便。热电偶通常由两根不同的金属线组成，不受尺寸和起点的限制，外面有保护套，使用起来非常方便。其工作原理是基于物体的热电效应。
什么是热电效应
两个不同的导体A和B在两端紧密相连，形成一个闭合回路，如下图所示。当触点1和2的温度不相等（T>T0）时，回路中会产生电位形成电流，回路中串联的电流表指针会偏转。这种现象称为热电效应，通常称为热电效应。相应的热电势称为热电势，通常称为热电势。
触点1称为工作端或热端（T），测量时置于被测温度场。触点 2 称为自由端或冷端（T0），测量时其温度应保持恒定。这种结合两种不同导体并将温度转换为热电势的传感器称为热电偶。热电偶产生的热电势Eab(T,T0)是由两个导体的接触电势Eab和单个导体的温差电势Ea和Eb形成的。
热电偶绝缘材料
电工常用的绝缘材料按其化学性质可分为无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料。绝缘材料也称为电介质。通俗的讲，绝缘材料就是可以阻止电流通过的材料，也就是不导电的材料。
1) 有机绝缘材料
有机绝缘材料有：虫胶、树脂、橡胶、棉纱、纸、麻、人造丝等，多用于制作绝缘漆、绕组线的绝缘涂层等。热电极之间和连接线之间必须有良好的电绝缘，否则会出现热电势损失和测量误差，甚至测量失败。这类材料具有良好的电性能、理化性能和可制造性，但耐高温、高频和稳定性较差。
2）无机绝缘材料
常用的无机绝缘材料材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫磺等，主要用于电机和电器的绕组绝缘，开关的底板和绝缘子等，具有良好的耐热性，常被制成圆形或椭圆形。绝缘管、单孔、双孔、四孔等特殊规格。其材料包括陶瓷、石英、氧化铝和氧化镁。除管道外，还可在热电极表面直接涂覆无机绝缘材料，或在热电极与保护管之间加压烧结粉状材料。
热电偶冷端温度补偿
热电偶通常用于测量一个热源的温度，或两个热源之间的温差。为此，冷端温度必须保持恒定或必须采用某种方法使热电偶的输出电压与温度呈线性关系。对于任何一种实际的热电偶，其特性都不是用精确的关系表达式来表示的，而是用特性索引表来表示的。
为便于统一，通用手册中提供的热电偶特性分度表提供了热电偶冷端温度保持在T=0℃条件下的热电势与热端温度的数值比较。因此，在使用热电偶测量温度时，也要求冷端温度保持在0°C，以便利用热电偶特性指标表准确核对被测温度。当热电偶冷端受环境温度或热源温度等因素影响，不在0℃时，常采用以下方法进行补偿：0℃恒温法、冷端恒温法、冷结补偿器法。