热电偶基础知识，避免塞贝克电压——使万用表保持均匀的温度

为了避免在测试引线和万用表中产生塞贝克电压，我们应该使这些部件保持恒温。例如，我们可以将测量系统保持在 25 °C，如图 2 所示。

在此示例中，需要另一个导体来在黑色测试引线和铜线热端之间进行电气连接。这种连接如图中的“金属2”所示。需要注意的是，铜线不能用于此连接。这是因为它也会经历与原始铜线相同的温度梯度，导致电压差（金属 2 上）为：

V3?V2=1.5×(100?25)=112.5μVV3?V2=1.5×(100?25)=112.5μV

因此，无论原始铜线上的温差如何，万用表都会测量到零伏。上述讨论说明了为什么材料的塞贝克系数不能直接用万用表测量。确定塞贝克系数的常用方法是应用开尔文关系。

从上面的讨论可以推测，需要具有不等塞贝克系数的材料才能产生与温度梯度成正比的电压差。例如，对于 0 °C 时塞贝克系数为 +1.5 μV/°C 的铜，我们可以使用 0 °C 时塞贝克系数为 -40 μV/°C 的康铜线。将“金属 2”替换为康铜线，万用表应测量出 3112.5 μV 的电压差，计算如下：

$${}_1-{}_3=（{}_1-{}_2）-（{}_3-{}_2）=1.5\times （100-25）-（-40）\times （100-25）=3112.5米V$$

请注意，上述计算假设铜和康铜的塞贝克系数是恒定的，并且等于感兴趣的温度范围内的指定值。

因此，可以使用在一端焊接或焊接在一起的两个不同的导体来创建温度传感器。这种温度传感器（称为热电偶）的结构如图 3 所示。

两种不同金属耦合的结点称为测量（或热）结点。传感器连接到测量系统的另一端称为参考（或冷）端。通常需要由导热材料制成的等温块来将热电偶的引线保持在相同的温度。

请注意，热电偶测量测量接点和参比接点之间的温差，而不是这些接点处的温度。参比端的开路电压与两端的温差成正比。