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熱電偶的工作原理

熱電偶的工作原理

发布时间:2018-06-22 10:29????浏览量:
    当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。

熱電偶的工作原理


熱電動勢由兩部分電動勢組成,一部分是兩種導體的接觸電動勢,另一部分是單一導體的溫差電動勢。熱電偶回路中熱電動勢的大小,只與組成熱電偶的導體材料和兩接點的溫度有關,而與熱電偶的形狀尺寸無關。當熱電偶兩電極材料固定後,熱電動勢便是兩接點溫度t和t0。的函數差即這一關系式在實際測溫中得到了廣泛應用。因爲冷端t0恒定,熱電偶産生的熱電動勢只隨熱端(測量端)溫度的變化而變化,即一定的熱電動勢對應著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達到測溫的目的。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所産生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢後,即可知道被測介質的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端(測量端爲熱端,通過引線與測量電路連接的端稱爲冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時,冷端的(環境)溫度變化,將嚴重影響測量的准確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱爲熱電偶的冷端補償正常。與測量儀表連接用專用補償導線。

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