1)普通型热电偶

如图2-9 所示的是工业测量上应用最多的直形无固定装置普通工业用热电偶结构。热电偶一般由接线盒、保护套管、绝缘套管和热电偶丝组成。普通型热电偶根据安装时的连接形式可分为固定螺纹连接、固定法兰连接、活动法兰连接、无固定装置等多种形式。

图2-9　直形无固定装置普通工业用热电偶结构

热电偶的工作端被焊接在一起，热电极之间需要用绝缘套管保护。通常测量温度在1000℃以下选用粘土质绝缘套管，在1300℃以下选用高铝绝缘套管，在1600℃以下选用刚玉绝缘套管。

保护管的作用是使热电偶电极不直接与被测介质接触，它不仅可延长热电偶的寿命，而且可起到支撑和固定热电极、增加其强度的作用。材料主要有金属和非金属两类。

2)铠装热电偶

铠装热电偶也称缆式热电偶，其结构如图2-10 所示，它是将热电偶丝与电熔氧化镁绝缘物熔铸在一起，外表再套上不锈钢管等。这种热电偶耐高压、反应时间短、坚固耐用。

图2-10　铠装热电偶结构

3)薄膜热电偶

薄膜热电偶结构，如图2-11 所示。用真空镀膜技术等方法，将热电偶材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热电偶。测量范围为℃-200 ～500℃，热电极材料多采用铜—康铜、镍铬—铜、镍铬—镍硅等，用云母做绝缘基片，主要适用于各种表面温度的测量。当测量范围为500℃～1800℃时，热电极材料多用镍铬—镍硅、铂铑—铂等，用陶瓷做基片。

图2-11　薄膜热电偶结构

4)标准化热电偶和分度表

从理论上讲，任何两种不同材料导体都可以组成热电偶，但为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组成材料严格选择。目前工业上常用的4 种标准化热电偶丝材料为铂铑30—铂铑6、铂铑10—铂、镍铬—镍硅和镍铬—铜镍(我国通常称为镍铬—康铜)。对于组成热电偶的两种材料，写在前面的为正极，写在后面的为负极。

热电偶的热电动势与温度的关系表称之为分度表。(www.daowen.com)

热电偶(包括后面要介绍的金属热电阻及测量仪表)分度表是IEC(国际电工委员会)发表的相关技术标准(国际温标)。该标准以表格的形式规定各种热电偶/阻在-271℃～2300℃每一个温度点上的输出电动势，并且给各种热电偶/阻命名统一代号，称为分度号。我国于1988 年1 月1 日起采用IEC 标准，并指定S、B、E、K、R、J、T 七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。K 型(镍铬—镍硅)热电偶分度表如表2-1 所示。

表2-1　K 型(镍铬—镍硅)热电偶分度表

(续表)

注：参考端温度为0℃。

5)几种标准化热电偶性能

(1)铂铑10—铂热电偶(分度号为S，也称单铂铑热电偶，旧分度号为LB-3)。该热电偶的正极丝材料为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂。它的特点是性能稳定，精度高，抗氧化性强，长期使用温度可达1300℃。通常用作测温标准和测量较高的温度。

缺点是微分热电动势(随温度变化率)较小，因而灵敏度较低，价格较贵，机械强度低，不适宜在还原性气氛或有金属蒸气的条件下使用。

(2)铂铑13—铂热电偶(分度号为R，也称单铂铑热电偶)。该热电偶的正极丝材料为含铑13%的铂铑合金，负极为纯铂。同S 型相比，它的热电动势率大15%左右，其他性能几乎相同。

(3)铂铑30—铂铑6 热电偶(分度号为B，也称为双铂铑热电偶，旧分度号为LL-2)。该热电偶的正极丝材料是含铑30%的铂铑合金，负极为含铑6%的铂铑合金。在室温下，其热电动势很小，故在测量时一般不用补偿导线，可忽略冷端温度变化的影响。长期使用温度为1600℃，短期为1800℃，因热电动势较小，故需配用灵敏度较高的显示仪表。

该热电偶适宜在氧化性或惰性气体中使用，也可以在真空中短期使用。即使在还原性情况下，其寿命也是R 或S 型的10 ～20 倍。缺点是价格昂贵。

(4)镍铬—镍硅(镍铝)热电偶(分度号为K，旧分度号为EU-2)。该热电偶的正极丝材料为含铬10%的镍铬合金，负极为含硅3%的镍硅合金(有些国家的产品负极为纯镍)，是抗氧化性较强的贱金属热电偶，可测量温度为0℃～1300℃。在氧化性及惰性气体中使用，短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃。其热电动势与温度的关系近似线性，价格便宜，是目前用量最大的热电偶。

缺点是高温稳定性差，在同一温度点的升温和降温过程中，其热电动势显示值不一样，差值可达2℃～3℃。在磁场中使用时，往往出现与时间无关的热电动势干扰。

(5)铜—铜镍热电偶(分度号为T，旧分度号为CK)。该热电偶的正极丝材料为纯铜，负极为铜镍合金(也称康铜)。其特点是价格便宜，在贱金属热电偶中准确度最高，热电极的均匀性好。它的使用温度范围是-200℃～350℃。

(6)铁—铜镍热电偶(分度号为J)。该热电偶的正极丝材料为纯铁，负极为铜镍合金(康铜)。其特点是价格便宜，适用于真空、氧化或惰性气体中，温度范围为-200℃～800℃。该热电偶能耐氢气(H2)及一氧化碳(CO)气体腐蚀，但不能在高温(例如500℃)含硫(S)的气氛中使用。

(7)镍铬—铜镍热电偶(分度号为E，旧分度号为EA-2)。该热电偶是一种较新的产品，它的正极丝材料是镍铬合金，负极是铜镍合金(康铜)。其最大特点是在常用的热电偶中，热电动势最大，即灵敏度最高。在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用，对于较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。它的适用温度范围是0℃～400℃。