常規(guī)的熱分析儀器主要有熱重分析儀(TGA)，差熱分析儀(DTA)，差示掃描量熱儀(DSC)，熱機(jī)械分析儀(TMA)和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)。

　　熱分析儀器測(cè)量各種各樣的物理量需要靠其核心部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些部件有電子天平、熱電偶傳感器、位移傳感器等。

電子天平

　　電子天平是熱重分析儀(TGA)和同步熱分析儀(STA)的核心部件，是測(cè)量試樣質(zhì)量的關(guān)鍵。

　　電子天平采用了現(xiàn)代電子控制技術(shù)，利用電磁力平衡原理實(shí)現(xiàn)稱重。

電壓式微量熱天平

　　天平的秤盤(pán)通過(guò)支架連桿與線圈連接，線圈置于磁場(chǎng)內(nèi)，當(dāng)向秤盤(pán)中加入試樣或被測(cè)試樣發(fā)生質(zhì)量變化時(shí)，天平梁發(fā)生傾斜，用光學(xué)方法測(cè)定天平梁的傾斜度，光傳感器產(chǎn)生信號(hào)以調(diào)整安裝在天平系統(tǒng)和磁場(chǎng)中線圈的電流，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)恢復(fù)天平梁的傾斜。在稱量范圍內(nèi)時(shí)，磁場(chǎng)中若有電流通過(guò)，線圈將產(chǎn)生一個(gè)電磁力F，可用下式表示：

F=KBLI

　　其中K為常數(shù)(與使用單位有關(guān))，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為線圈導(dǎo)線的長(zhǎng)度，I為通過(guò)線圈導(dǎo)線的電流強(qiáng)度。電磁力F和秤盤(pán)上被測(cè)物體重力的力矩大小相等、方向相反而達(dá)到平衡。即處在磁場(chǎng)中的通電線圈，流經(jīng)其內(nèi)部的電流I與被測(cè)物體的質(zhì)量成正比，只要測(cè)出電流I即可知道物體的質(zhì)量m。

　　無(wú)論采用何種控制方式和電路結(jié)構(gòu)，其稱量依據(jù)都是電磁力平衡原理。

熱電偶傳感器

　　熱電偶傳感器是所有熱分析儀器均會(huì)用到的部件，用于測(cè)定不同部位(試樣、爐體)的溫度。

　　熱電偶傳感器是工業(yè)中使用最為普遍的接觸式測(cè)溫裝置。這是因?yàn)闊犭娕季哂行阅芊€(wěn)定、測(cè)溫范圍大、信號(hào)可以遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。熱電偶能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且輸出直流電壓信號(hào)，使得顯示、記錄和傳輸都很容易。

　　熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)，即熱電效應(yīng)。熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度。

　　熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù);熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān);當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān);若熱電偶冷端的溫度保持一定，熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)連接點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流。

位移傳感器

　　位移傳感器是熱膨脹儀(DIL)、熱機(jī)械分析儀(TMA)和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)中會(huì)用到的核心部件。通過(guò)測(cè)定直接放置于試樣上或覆蓋于試樣的石英片上的探頭的移動(dòng)，來(lái)測(cè)定試樣的尺寸變化。

　　LVDT位移傳感器，LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是線性可變差動(dòng)變壓器縮寫(xiě),屬于直線位移傳感器。LVDT的結(jié)構(gòu)由鐵心、銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈組成。初級(jí)線圈、次級(jí)線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個(gè)可自由移動(dòng)的桿狀銜鐵。當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，這樣輸出電壓為0;當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動(dòng)并偏離中心位置時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。為了提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器的線性范圍，設(shè)計(jì)時(shí)將兩個(gè)線圈反串相接、兩個(gè)次級(jí)線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個(gè)次級(jí)線圈的電壓之差，這個(gè)輸出的電壓值與鐵心的位移量成線性關(guān)系。線圈系統(tǒng)內(nèi)的鐵磁芯與測(cè)量探頭連接，產(chǎn)生與位移成正比的電信號(hào)。電磁線性馬達(dá)可消除部件的重力，保證探頭傳輸希望的力至試樣。使用的力通常為0~1N。