化工仪表(比赛)

热电偶温度计热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。特点：测量范围广、结构简单、使用方便、测温准确可靠，便于信号的远传、自动记录和集中控制，应用广泛。组成：热电偶（敏感元件）；测量仪表（动圈仪表或电位差计）；连接热电偶和测量仪表的导线（补偿导线及铜导线）。化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器热电偶温度计测温系统示意图

热电偶示意图热电偶是工业上最常用的一种测温元件，是将温度量转换为电势大小的热电式传感器。热电偶是由两种不同材料的导体焊接而成；导体被称为热电极。工作端或热端：焊接的一端用来感受被测介质的温度。自由端或冷端：与导线相连端。化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器1、热电偶的基本原理一、热电效应

1823年Seebeck发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中就要产生热电势，称为Seebeck电势。这一物理现象称为热电效应。化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器回路的总热电势为：—为热电势率或Seebeck系数，其值随电极材料和两接点的温度而定。1、Peltier效应（接触电势）

将同温度的两种不同的金属互相接触。由于不同金属内自由电子的密度不同，在金属A和B的接触处会发生自由电子的扩散现象，从密度大的A扩散到B；使A带正电，B带负电；直到在接点处建立了强度充分的电场，能够阻止电子扩散达到平衡为止。化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器接触电势的计算（依据电子理论）：化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器K——波尔兹曼常数，e——电子电荷量，，——分别为电极A，B的自由电子密度T，T0——接触处的绝对温度（K）1、Thomson效应（温差电势）假设在一匀质棒状导体的一端加热，则沿此棒状导体有一温度梯度。导体内的自由电子将从高温端向低温端扩散，并在温度较低一端积聚起来，使棒内建立起一电场。当该电场对电子的作用力与扩散力相平衡时，扩散作用停止，电场产生的电势称为Thomson电势（温差电势）。

化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器温差电势的计算：化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器称为Thomson系数，表示温差为一度时所产生的电势值；其大小与材料的性质和导体两端的平均温度有关。温差电势远小于接触电势，常把它忽略掉。回路的总热电势为：说明：当A，B材料固定后，热电势是接点温度T和T0的函数之差。如果一端温度T0保持不变，即EAB(T0)为常数，则热电势EAB(T,T0)就成为温度T的单值函数了，而和热电偶的长短及直径无关。只要测出热电势的大小，就能判断出测温点的温度。若组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度如何，闭合回路中的总热电势为0。若热电偶两接点温度相同，尽管两导体材料不同，闭合回路中的总热电势为0。化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器2、插入第三种导线的问题化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器热电偶测温，必须要用某些仪表来测量热电势的数值。而仪表往往又要远离测温点，这就要接入导线C，这样就在A、B所组成的热电偶回路中加入了第三种导线，而第三种导线的接入又构成了新的接点，第三种导线的引入会不会影响热电偶的热电势？分析:再来分析下图：化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器电路中的2、3接点温度相同且为t0，则电路中的总电势：若A、B、C三种金属丝组成一个闭合回路，各接点温度相同，则回路中的总热电势为0。说明：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。不过必须保证引入线两端的温度相同。同理，在热电偶回路中串入更多种导线，只要引入线两端温度相同，也不影响热电偶所产生的热电势数值。化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器3、补偿导线的选用

由热电偶的测温基本原理知道，只有当热电偶的冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数。实际情况是：工作端与冷端离得很近，而且冷端又暴露在空间，受周围环境温度的影响，冷端温度难以恒定。解决方法：化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器可