熱電偶是一種流行的溫度傳感器。便宜，可互換，標(biāo)準(zhǔn)連接器以及較大的溫度測量范圍，主要的限制是精度，很難獲得小于1°C的系統(tǒng)誤差。

工作原理 How they work

1822年，一位名叫托馬斯塞貝克的愛沙尼亞內(nèi)科醫(yī)生意外發(fā)現(xiàn)了兩段金屬的連接端產(chǎn)生了電壓。熱電偶便是基于這種塞貝克效應(yīng)的。雖然任意兩種金屬就可以做成一個熱電偶，但是還是會采用許多標(biāo)準(zhǔn)的型號，因為它們擁有超前的電壓輸出和較大的溫度梯度下面的圖表顯示的是最常用的K型熱電偶

附表顯示了在任意溫度下熱電偶所產(chǎn)生的電壓，以上圖為例，K型熱電偶在300°C時可產(chǎn)生12.2mV電壓。但是不可以簡單的在熱電偶上連接電壓表進(jìn)行測量，因為與電壓表連接會產(chǎn)生第二個不希望得到的熱電偶結(jié)點。為了得到較為精確的測量值，必須采用冷端補(bǔ)償技術(shù)（CJC）。

你可能會問為什么在熱電偶上連接一個電壓表不會產(chǎn)生一些附加的熱電偶結(jié)點（與熱電偶連接的引線，與電壓表連接的引線，電壓表內(nèi)部引線等等）   熱電偶中間導(dǎo)體定律描述到：熱電偶回路中，接入第三導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩個接頭溫度相同，則回路中的總熱電勢不變。

該定律對于熱電偶的結(jié)點結(jié)構(gòu)來說也是非常重要的，熱電偶的結(jié)點連接可以采用焊接的方式，只要保證焊錫不會影響測量讀數(shù)。實際上，盡管熱電偶結(jié)點都是采用熔接的方式的（通常是采用電容性放電的方式）這樣可以保證熱電偶的性能不會因熔接點而受到影響。

所有標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶表格都允許有第二個熱電偶結(jié)點，只要這個結(jié)點是在0°C的情況下。 傳統(tǒng)的做法是把該結(jié)點放置在冰水融合物中（冷端補(bǔ)償）采用冰水融合物并不是對大部分的測量設(shè)備和應(yīng)用場合都是適用的，所以需要把熱電偶與測量設(shè)備的連接點溫度記錄下來。

典型地，冷端溫度是由一個高精度的熱敏電阻來傳感的，這個熱敏電阻與測量的設(shè)備之間有很好的熱傳導(dǎo)關(guān)系從第三導(dǎo)體與熱電偶之間的結(jié)點與熱電偶本身的結(jié)點的測量值可以計算出熱電偶末端的確切溫度。對于少部分的設(shè)備來說，CJC技術(shù)由一個半導(dǎo)體溫度傳感器來實現(xiàn)。這種方法把熱電偶的信號與半導(dǎo)體直接相連，最終就可以直接獲得準(zhǔn)確的測量值，而不需要去記錄兩個溫度再進(jìn)行計算。理解冷端補(bǔ)償技術(shù)是非常重要的；任何冷端溫度測量所產(chǎn)生的誤差都會導(dǎo)致熱電偶末端測量溫度的誤差。

線性化   Linearisation

如采用CJC技術(shù)一樣，測量設(shè)備必須還要考慮到熱電偶輸出非線性這個事實。熱電偶測量溫度與輸出電壓的關(guān)系是一個復(fù)雜的多項式方程（復(fù)雜程度取決于熱電偶的類型）類似的線性化方法被用在低成本的熱電偶儀表上。高精度的設(shè)備，例如Pico TC-08，在計算機(jī)內(nèi)存里已經(jīng)存儲了相關(guān)的熱電偶查詢表格，可自動消除這種非線性問題所帶來的誤差。

熱電偶類型    Thermocouples type

熱電偶可以是裸線式的焊珠熱電偶，此類型具有低成本和快速相應(yīng)時間的特點；也可以是探頭式的熱電偶。多種探頭式的熱電偶適合不同類型的測量設(shè)備（工業(yè)，科研，食品，醫(yī)藥等等）需要提醒的一點是：在選用探頭時要首先確定它們具有相匹配的連接頭。兩種常用的接頭類型是標(biāo)準(zhǔn)的圓形插腳接頭和小型的平式插腳接頭，這導(dǎo)致了一些誤會就是：以為小型的接頭會比標(biāo)準(zhǔn)的接頭更加流行。選擇一個熱電偶需要考慮熱電偶的類型以及絕緣層和探頭的結(jié)構(gòu)。所有的這些因素都會給溫度的測量范圍，測量進(jìn)度和讀數(shù)的準(zhǔn)確度帶來影響。以下顯示的是熱電偶的類型列表。