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图片来源：Kriengsak tarasri/shutterstock.com
热电偶是一种非常常见的设备，被广泛地用作温度传感器。热电偶现在有各种型号和技术规格，这意味着它们可以用于各种应用场合。然而，由于每个热电偶都是不同的，用户需要了解不同热电偶的基本结构、功能和能力，以确定哪种类型的热电偶适合它们的预期应用。这里，我们来看看热电偶是什么，它们是如何工作的，以及它们的不同类型。
简单地说，热电偶是一种电子设备，它有两个本质上不同的电极，在不同的温度下形成电结。热电偶是由两种不同的金属导线组成的，而正是导线特性的不同形成了不同的结——热电偶通常有一个热结和一个冷结。这两种不同的金属在两端连接，形成了热连接，两种金属都连接在铜线上，形成了冷连接。双结系统的创建，反过来，创造了一个可以在高温下变化的热电电路，并且需要两个结来创建热电偶。
它们是如何工作的
热电偶具有简单的工作原理，这是其在温度传感应用中得到广泛应用的主要原因之一。这两个连接点起了作用。当热接点的导线连接时，它们通常形成一个点，该点用作“传感表面”，并连接到测量温度的点。另一方面，冷接点有一个已知的温度，该接点用作参考。
热电偶利用Seebeck、Peltier和Thomson效应工作。塞贝克效应表明，当两种不同的金属在这些接合处接合时，会产生电动势（对于不同的金属组合，电动势是不同的）。珀耳帖效应表明，由于结的温度不同，这些结中的两种不同金属可以产生电动势；汤姆逊效应表明，由于沿电路长度的温度梯度，这些结中的两种不同金属可以产生电势。
热电偶利用所有这些效应来确定一个未知物体的温度。当热结与比参考结更热的物体接触时，由于温差(利用上述效应)，它产生电动势，进而产生电压。然后记录电路上的电压，通过使用参考结校准未知的温度，就可以消除温度。
不同类型的热电偶
如前所述，热电偶的工作原理是相同的，但热电偶有许多不同的类型。不同的型号一般由它们可以使用的温度范围和它们可以使用的环境所决定——这些温度范围通常由它们的可用温度范围所决定，以及它们的化学稳定性、耐磨损性、耐振动性、以及在给定环境中安装它们的容易程度。为了达到这些不同的温度范围，通常使用不同的金属，但相同的金属类别可以用于不同的热电偶类型。
例如，通常使用贱金属构造J、K、E、T和N热电偶，而贵金属通常用于R、S、C和GB热电偶。在所有热电偶类型中，J、K、E和T热电偶是最常见的，这是因为它们适用的温度范围不同。J热电偶通常使用0°C到750°C(32°F(1382°F), K热电偶可用在-200°C到1250°C(-328°F(2282°F)的温度范围内,E热电偶可用在-200°C到900°C(-328°F(1652°F)的温度范围内,和T使用热电偶在-250°C到350°C(-418°F(662°F)。
除了温度分类外，根据应用要求，热电偶的尖端可以以多种不同的方式接地。这种情况有三种不同的发生方式:接地，不接地和暴露。接地的热电偶的线头物理上连接到护套的壁上(护套包裹着线头)，也被称为探头壁，通常用于测量静态和流动的腐蚀性气体和液体的温度，以及在高压环境中。另一方面，不接地热电偶的热结与探头壁分离(但仍然封装)，通常用于腐蚀性环境中，热电偶需要与护套进行电子隔离。在暴露的热电偶中，结突出鞘的尖端，在那里它直接暴露在环境中。暴露热电偶通常用于测量静态和流动的非腐蚀性气体时，需要一个快速的响应时间。
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