其中，e是感应电动势，T是绝对温度。
6、它很明显是非线性的，对于测试应用是不方便的。幸运地是，对于一些材料，T的平方和更高次幂近似等于零，电动势-温度的关系近似为线性，如下所示：
7、这对材料的线一头连接起来，这种形式被认为是热电偶。热电偶是一种很重要的装置，因为它们为工业温度测量提供了最为普遍的方法。
8、典型的热电偶由铬镍合金和康铜线制造，如图2.4.1(a)所示。出于分析的目的，使用等效电路代替热电偶，如图2.4.2(b)所示。 9、相连接处不同的导线所产生的感应电动势可以用电压源E1表示，该点为热结点。热结点的温度在图中以Th来表示。热结点产生的感应电动势可以在热电偶的开放末端测量，该点被看做参考连接点。
10、热电偶导线的制造具有高精度公差，并且昂贵。因此，它们的使用仅限于电极。热电偶延伸导线，和热点偶导线兼容，用于热点偶和测量装置或变送器之间的连接。
11、现代电子技术的发展已经能够制造足够小的变送器，可以将其安装热电偶盒子（接头）内部。这种配置的主要优势是可以避免热电偶低压信号的长距离传输。这种低压信号倾向于是电噪声（相对于4~20mA的信号）。 12、T/C的三种基本结构形式： 陶瓷珠状（热电偶）
绝缘热电偶（塑料、玻璃、陶瓷纤维）；它们通常可以被挤压（图2.4.2）
13、带有金属护套与矿物质绝缘热电偶；护套通常是不锈钢的或铬镍铁合金的，矿物质绝缘体通常是氧化镁或者是氧化铝。护套材料可以保护热电偶，防止外部带来的化学（腐蚀）和机械（损坏）。然而，由于护套材料是一种片状结构，这种结构形式使它们比其他类型更加难以解除并终止。接触端应被焊接并绝缘。 14、热电偶可以被设计成被保护或易接触的结构。如果被保护的，它们可以接地或者不接地。当接地时，它们可以得到快速响应（因为可以得到好的温度函数）；然而，它们对电噪声是敏感的（由于离散的电信号拾取器）。
15、当热电偶不接地时，它们的响应较慢，但是与电隔离。而且，可以在热电偶的套管上加入弹簧，使尖端和表面保持接触，保证良好的热传递。如果是易接触的，可以提供快速响应，但导线却是完全未受保护的。
16、图2.4.3示意出典型的热电偶组合。
热电偶是自供电的、单一的和坚固的（抗冲击）结构。它们并不昂贵（RTD价格的一半），物理形式选择广泛，并提供一个很宽的温度范围。另外，它们可以校正来产生特殊曲线（额外成本），并很容易互换。它们对某个特殊点进行测量并且响应快速。 2.5
1、闭环控制系统的运行取决于每一环节元件的性能，包括终端控制元件, 阻尼器、变速泵、电动机继电器、饱和电抗器或阀门。每一个元件需要一个执行器，实现从控制器输出信号到元件输入的必要转化。
2、这种控制器输出可能是气动的或电动的，某些情况下是水压的或是机械的。于是，首先需要的是一种装置，一种执行器，把这种控制信号转化成力，为终端控制原件定位。从经济和性能角度看，最流行的终端操作器是气动薄膜执行机构。图2.5.1所示为一种典型的执行器。
3、这种控制器输出可能是气动的或电动的，某些情况下是水压的或是机械的。于是，首先需要的是一种装置，一种执行器，把这种控制信号转化成力，为终端控制原件定位。从经济和性能角度看，最流行的终端操作器是气动薄膜执行机构。图2.5.1所示为一种典型的执行器。
4、气动信号施加于一个较大的、柔性的膜片上，膜片固定于一个刚性平板上。产生的力对应于一个带有固定弹性比率的螺旋弹簧。因此，（膜片刚性板）主干的位置点是一个力的平衡点，取决于膜面积、气压和弹簧特性。
5、调整弹簧张力，使其补偿阀门的管线压力，使阀门产生满额冲程，即信号从最低值到最高值。不同的生产制造商采用的机械设计是不同的。图2.5.2给出的是Foxboro系列执行器。 6、气动弹簧薄膜式执行器可以应用于很多地方，最为普便的是
控制阀门的应用。它们适用于球心阀、桑托斯专利阀，蝶阀和球阀。弹簧薄膜式执行器将空气压力信号转化为力和运动，能够适用于大量的需要精确负载定位的工业需求。
7、在没有控制信号的情况下，弹簧会使执行器返回到零压力的位置。这个特性为阀门在保障情况下提供了安全保障。首先，确定阀门功能，提供最大限度的安全保障。其次，在没有能量来源（即没有空气压力）情况下，气开式或气闭式的动作将会允许弹簧动作，使阀门达到合适的位置。执行器可以通过简单的移动端盖，翻转执行器，替换端盖，来实现气开式或气闭式的互换。 8、阀杆运动通过薄膜执行器进行定位，而该运动与均匀变化的气压并不是完全线性的关系。这种非线性可以源于薄膜材料，弹簧比率变化，工件运动以及密封盒摩擦（密封盒摩擦随着流体压力和它的型号和密封材料压缩的变化而变化）。
9、摩擦的影响之一和薄膜的非线性特性是迟滞。这是由于增减气动压力信号而引起的位置增减变化不同。随着密封材料的压缩和作用于阀门的液体压力加大，迟滞可以高达整个行程的10%。 10、在低增益或高比例带的控制应用中，迟滞能够在控制回路中产生不灵敏区或者死区。这将使精确控制变得困难。这个问题的解决办法是（1）执行器的良好设计；（2）低摩擦密封材料的精心选择，例如聚四氧乙烯填圈；（3）阀门定位器的使用。 11、如果薄膜执行器无法提供足够的力来精确定位阀门和克服 任何流动状况产生的定位变动。如果控制器空气压力的变化很小，
对于重新定位阀门柱的可用力的变化也会非常小，从而无法进行精确的重新定位。
12、在这种情况下，阀门定位器证明是非常有帮助的。定位器用于克服先前所列出的因素，以及其他因素，例如高粘性流体、结胶、或是沉淀物。
13、定位器提供了精确的定位，也提高了阀门的响应速度。然而，有些时候，是不应该使用定位器的：过程响应比阀门响应更快速（如流体过程），当使用定位器时必须设置过程控制器的比例带为没有使用定位器时的3-5倍。在许多应用中，这是不可能的。两种阀门定位器的典型应用是温度控制和pH值控制。 14、当控制器的输出是一个电信号时，需要其他设备定位阀门或操作元件。一种方法是在阀门位置使用气动执行器将电信号转换成气动信号。这是一种非常普遍的方法。第二种方法是使用全局电力系统。在后面会讨论这两种方法。
15、幸运的是，电信号和气动信号的标准是一样的。两者都有带电零值，并且零基准值乘以五等于满额值。这简化了一个系统向另一个系统的转化。转换器可以是已经安装好机架的或者是现场安装的。 然而，当与阀门使用的时候，通常使用现场安装类型的转换器。有两种类型：一种是电流-气动转换器，另一种是定位器。
16、转换器接受电流信号，通常是4-20mA，并将它转换成3-15psi 或者其他合适的气动输出。安装到阀门支架的定位器使一种将电
流输入信号转换成比例杆定位的装置。定位器的气动输出为气动执行器提供气压。阀杆以机械方式连接于定位器的传动轴上。 17、如果没有可以压缩的空气，使用电机执行器是有利的。图2.5.3给出了这种机构的例子。通过带有内部伺服放大器的反馈滑线，可以实现执行器输出或阀杆位置的比例控制。控制器中4-20mA的模拟信号可以直接传送给执行器。全行程可以是15秒到51秒，取决于所使用的齿轮比。
18、电机执行机构的成本通常比气动执行机构的十倍还高，运行速度要慢很多，因此，通常情况下它并不是优先的选择。 除了电机执行机构之外，还有电磁阀。电磁阀简单、小型，并且便宜。然而，它的应用仅限于开关动作或仅有两个位移的动作。