熱電偶由兩根不同材料的導線組成,通常為銅和常見的熱電偶材料,如鎳鉻合金或鉻鋁。這兩根導線的兩端交匯處稱為熱電偶的接點,是測量溫度的關鍵。
當兩個不同材料連接形成接頭時,它們會產生電勢差(Peltier效應)。同時,接頭會在不同溫度下產生不同的熱電動勢(Seebeck效應)。這些效應產生的電動勢將在導線內部積累,導致電流的流動。此時,電流與接頭之間的溫度差成正比,因此通過測量電路中的電流,可以計算出接頭處的溫度。
熱電偶廣泛使用于各種工業和實驗測量中,因為它們的簡單、可靠和廉價。此外,它們的作用范圍也廣泛。熱電偶適用于高溫或低溫測量,可以測量高達2300°C和超低溫-250°C的溫度范圍,而且在許多情況下,即使材料接觸不完美,熱電偶的也能保持較高。
然而,熱電偶的可能會受到許多因素的影響,例如導線長度和直徑、接頭材料和形狀以及環境因素(如振動和電磁場)等。此外,不同類型的熱電偶對溫度的響應也會有所不同,并且溫度范圍存在限制。
熱電偶應用領域廣泛,包括金屬、陶瓷、玻璃、石材、塑料、紙張、食品等工業和實驗室中的溫度測量。此外,熱電偶還廣泛用于采集溫度數據的儀器和設備中,如溫度計、溫度控制器、風扇、制冷器等。
熱電偶已經存在了幾百年,但在19世紀初才被視為科學現象。1821年,意大利物理學家托馬斯·西貝克首次發現了被稱為Seebeck效應的現象。1834年,法國物理學家奧古斯丁·讓-夏爾斯·皮耶勒首次發現了被稱為Peltier效應的現象。熱電偶的實際應用始于19世紀的蒸汽機試驗中,并在20世紀初開始在工業和實驗室中廣泛使用。
熱電偶作為一種基本的溫度傳感器,在工業和實驗室中的應用廣泛。其工作原理基于Peltier效應和Seebeck效應。由于熱電偶的簡潔、可靠和廉價,它們可以測量高達2300°C和-250°C的溫度范圍。此外,熱電偶適用于大多數固體、液體和氣體,具有廣泛的應用領域。