热电偶的一些基本知识

热电偶作为主要的温度测量方法，用途广泛。今天就来聊聊热电偶测量原理、短路因素、测量电路中的电流隔离等一些基础知识，让大家对热电偶这个常见的温度传感器有一个深入的了解。
一、热电偶测量原理
热电偶由两条具有不同热电效应的导线组成。随着焊点温度的升高，自由电子从较热的温度移动到较冷的温度。电荷分离产生的电压随着材料的温度和电动势而增加。两种材料的电动势不同，导致两条腿的电压不同。两个电压 (UT1) 之间的差异是交叉点或测量点的温度测量值。
在现场设备的连接端子处产生 2 个分压 (UT2a+UT2b)。如果热电偶在这个终端温度下短路，也会产生两个电压之和。因此，UT2之和就是结点（也称为冷端）处的温度测量值。现场设备测得的电压是测点温度减去冷端温度所形成的温差。
2. 无热电动势补偿电缆和插头连接器
第二个电压 (UT2) 必须在冷端产生。带有相应补偿电缆的热电偶延伸到现场设备。此外，没有热电电压的插头连接器有助于更准确的温度测量。
3.内部温度补偿
现场设备根据电压差UT1-UT2确定温度。冷端温度 T2 由另一个温度探头确定。将冷端温度 T2 与温差 (T1-T2+T2) 相加。内部温度补偿的结果是测量点温度 T1。
4.短路因素
补偿线由与热电偶具有相同热电特性的材料组成。因此，线路中的短路将导致两个热电偶并联形成。例如，如果端子顶部发生短路，则测得的温度不是实际测量点的温度，而是端子顶部的温度。如果测量值接近被测温度，则很有可能没有立即发现故障。
5. 测量电路中的电流隔离
在热电偶在应用中，热电偶线和设备底部之间可能会发生短路。例如，这可能发生在结和保护管之间（为了更快的响应时间），或者由于陶瓷保护管在高测量温度下的电阻降低。通常，应使用电流隔离。这可以通过温度变送器、电源隔离器或直接使用分析单元来完成。
6.标准化热电偶
热电偶符合 DIN EN 60584-1 标准。因此，它们在电气性能上是兼容的。常用的有J、K、N型。 S 对和 B 对是贵金属制成的贵金属对，适用于特别高的温度。高温可以用B来测量。标准中推荐的最高温度是1700摄氏度。在现场设备中选择相应的线性化（J、K、N...）后，会自动执行到相应温度的转换。
7. 长期行为信息
热电偶标准中推荐的最高工作温度适用于清洁空气中的正常应用。通常，较高的工作温度会导致较强的漂移行为。由于热电偶在外来原子进入（炉气进入热电偶保护管）时改变其输出信号。所以组件必须定期校准，现场设备必须根据需要进行校准。
校准间隔必须由用户定义。最终用户需要确定热电偶在各自应用中的使用寿命。