热电偶redianouthermocouple

图1 热电偶示意图

用两种不同的金属或合金焊合而成的一对能产生温差电势的闭合电路。因它总是偶数或成对，所以称为热电偶。图1是它的示意图。粗线代表一种金属，细线代表另一种金属，如果f₁≠f₂(t₁与t₂为各该点上的温度), 在这个闭合电路内就有电流产生，这就是19世纪初发现的热电现象。这种现象是由于导体内的电子在热运动中获得了热能而逸出金属表面后，从热的部分传到了冷的部分，形成了电位差（也叫热电势）E，因而在闭合电路内产生了电流。E和温度变化的关系可用公式表示：E=ε(t₁-t₂)+γ(t2/1-t2/2)。ε和γ是系数。因为ε》γ, 在温差不大的情况下， 可简化为E=ε(t₁-t₂)。系数ε决定于热电偶的材料。在同样的温差条件下， 各种金属的温差电序是Bi、Co、Ni、K、Na、Hg、Pt、Al、Mg、Sn、Pb、Ag、Au、Cu、Zn、Cd、Mo、Fe。组成热电偶的两种金属导体，它们的温差电序前后位置相差愈大，热电势 的值也愈大。几种农业气象仪器上常用的热电偶，在t₁-t₂＝1℃时产生的热电势E的数值如下表所示。
有时一个热电偶的温差电势太小，需要用许多个热电偶串联起来，以增加指示器的灵敏度，如图2所示，称为热电堆。n个热电偶串联，热电势就增加了n倍。应该注意，串联热电偶时，各个热电偶的热端（包括冷端）之间要有良好的绝缘。由于热电偶增加时，热电堆的内阻也同时增加，所以灵敏度不会按n倍增加。热电偶和热电堆在测气温、地温及测太阳辐射等仪器中应用比较广泛。

图2 热电堆示意图