第5章热电偶传感器及应用.ppt

第5章热电偶传感器及应用*1引言热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。它构造简单,使用方便,具有较高的准确度、稳定性及复现性,温度测量范围宽,在温度测量中占有重要的地位。,当闭合回路的两个结点分别置于不同的温度场中时,回路中将产生一个电势,这种现象称为“热电效应”。1821年由Seeback发现的,故又称为赛贝克效应。Date5热电偶回路原理Date6热电势由两部分组成两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电势则称为“热电势”,热电偶的两个结点,一个称为测量端(工作端或热端),另一个称为参考端(自由端或冷端)。一部分是两种导体的接触电势,另一部分是单一导体的温差电势。,由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同),因此,电子在两个方向上扩散的速率就不一样。。假设导体A的自由电子密度大于导体B的自由电子密度,则导体A扩散到导体B的电子数要比导体B扩散到导体A的电子数大。所以导体A失去电子带正电荷,导体B得到电子带负电荷。于是,在A、B两导体的接触界面上便形成一个由A到B的电场。Date8热电动势示意图Date9形成机理该电场的方向与扩散进行的方向相反,它将引起反方向的电子转移,阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作用相等时,即自导体A扩散到导体B的自由电子数与在电场作用下自导体B到导体A的自由电子数相等时,便处于一种动态平衡状态。在这种状态下,A与B两导体的接触处产生了电位差,称为接触电势。接触电势的大小与导体材料、结点的温度有关,与导体的直径、长度及几何形状无关。Date10