传感器应用技术 课件 知识点：6.1热电偶的认识与基本原理

传感器应用技术项目六热电式传感器热电偶的认识与基本原理1.热电偶简介热电偶温度传感器是一种感温元件，也是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同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。1.热电偶简介当热电偶的两个热电偶丝材料确定后，热电偶所能产生的电动势的大小只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，热电偶的热电动势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路，当导体接合点之间存在温差时，两者之间便产生与温差成比例的热电动势，因而在回路中形成热电流，该电流可直接驱动二次仪表显示被测介质温度值。2.常见热电偶为了适应不同测量对象的测温条件和要求，热电偶的结构形式有普通型热电偶、铠装型热电偶和薄膜型热电偶。2.常见热电偶热电偶经常被用在冶炼化工等高温生产过程中。

如在工作生活中被高温伤害，切记不可相信偏方，一定按照标准的处理方式来处理伤处并及时进行就医。1.根据烫伤部位的情况，选择使用冷水进行冲洗或者浸泡或者湿敷的办法，以快速降低创面的温度，从而减轻创面的疼痛感以及减轻热力对深部组织的进一步损伤。2.冷疗时间一般需要达到半个小时左右，或者直到创面疼痛明显减轻为止。3.然后可以使用湿毛巾或纱布对烫伤部位进行湿敷，及时至就近医院的烧伤科进行进一步处理创面。注意，在冷疗的过程中，我们尽可能的保护烫伤部位的水泡，不要将其弄破，以免导致创面出现疼痛以及加深等情况。3.热电偶回路的总电动势实际上，热电动势来源于两个方面：一部分由两种导体的接触电动势构成，另一部分是单一导体的温差电动势。接触电动势：不同导体的自由电子密度是不同的。当两种不同的导体A、B连接在一起时，由于两者内部单位体积的自由电子数目不同，因此，在A、B的接触处就会发生电子的扩散，且电子在两个方向上扩散的速率不相同。这种由于两种导体自由电子密度不同，而在其接触处形成的电动势称为接触电动势。接触电动势的大小与导体的材料、接点的温度有关，而与导体的直径、长度、几何形状等无关。两接点的接触电动势用符号EAB（t）表示为3.热电偶回路的总电动势温差电动势：对单一金属导体，如果将导体两端分别置于不同的温度场t，t0中（t>t0），在导体内部，热端的自由电子具有较大的动能，将更多地向冷端移动，导致热端失去电子带正电，冷端得到电子带负电，这样，导体两端将产生一个热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端继续向冷端转移，并使电子反方向移动，最终将达到动态平衡状态。这样，在导体两端产生电位差，称为温差电动势。温差电动势的大小取决于导体材料和两端的温度，可表示为3.热电偶回路的总电动势实践证明，热电偶回路中所产生的热电动势主要是由接触电动势引起的，温差电动势所占比例极小，可以忽略不计；因为EAB（t）和EAB（t0）的极性相反，假设导体A的电子密度大于导体B的电子密度，且A为正极、B为负极，因此回路的总电动势为·1）如果热电偶两电极相同，即nA(t)=nB（t）、nA(t0)=nB（t0），则无论两接点温度如何，总热电动势始终为0。4.热电偶热电势的几点结论

3）热电偶产生的热电动势大小与材料（nA，nB）和接点温度（t，t0）有关，与其尺寸、形状等无关。4）热电偶在接点温度为t1，t3时的热电动势，等于此热电偶在接点温度