热电偶的测温原理 (1).pptx

导论传感器检测基础知识项目五现代检测技术中新型传感器的应用项目二力和压力的检测项目三物位、流量的检测项目四运动学量的检测 项目一温度的检测

温度的检测项目一任务一金属热电阻测温任务二热敏电阻测温任务三热电偶测温

任务三热电偶测温知识要点热电偶温度传感器在工业生产过程中应用极为广泛常用的热电偶测温传感器热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便。热电偶温度传感器直接检测各种生产过程中0～1300℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度，输出信号便于远传。热电偶温度传感器由于其结构简单、制造方便、温度测量范围广、精度高、惯性小，可用于各个行业温度检测的场合。如真空炉、塑料注塑成型机、炼钢炉、飞机发动机等温度的检测。

任务三热电偶测温任务背景3.3热电偶的结构3.2热电偶的基本定律3.1热电偶的测温原理3.4热电偶的冷端温补偿3.5热电偶的应用案例

3.1热电偶的测温原理热电偶又称为温差热电偶，它是一种感温元件，是一次仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过二次仪表（电气仪表）转换成被测介质的温度，是工业上常用的测温元件。热电偶工作原理是基于赛贝克效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。

3.1热电偶的测温原理热电效应将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，如图所示，当两个接点分别置于不同温度t、t0（tt0）中时，回路中就会产生一个热电动势，这种现象称为热电效应。两种导体称为热电极，所组成的回路称为热电偶，热电偶的两个工作端分别称为热端和冷端。热电偶原理图

3.1热电偶的测温原理热电效应产生的热电动势热电动势接触电动势温差电动势

3.1热电偶的测温原理接触电动势是由两种不用导体A和B的自由电子由于密度的不同（设NANB）而在接触点所产生的电动势，如图所示。电子密度大的材料由于失去的电子比获得的电子多，所以在接触处附近会积累正电荷，而电子密度小的材料由于获得的电子多于失去的电子，因此在接触处附近会积累负电荷，因此会在热端接触处产生了电位差eAB(t)，冷端接触处产生了电位差eAB(t0)。接触电动势注意：接触电动势大小与温度高低及导体中的电子密度有关。温度越高接触电动势越大，导体的电子密度越高接触电动势也越大。（1）接触电动势

3.1热电偶的测温原理对导体A或者导体B来说，其两端的温度不同也会产生电动势，产生的电动势叫温差电动势，又称为汤姆逊电势。如果设导体两点的温度分别为t和t0。由于高温端t的电子能量比低温端t0的电子能量大，因此从高温端扩散到低温段的电子数要比从低温端扩散到高温度电子要多，最后的结果是高温端因失去电子而带正电，低温端因得到电子而带负电，从而形成了一个从高温端到低温端的静电场，因此在导体的两端便产生了一个电势差，这就是温差电动势。图为温差电动势原理图。温差电动势原理图（2）温差电动势

3.1热电偶的测温原理热电偶回路接触和温差电势分布如图所示，由导体Ａ和Ｂ组成的热电偶回路，其接点温度分别为T、T0，如果T＞T0，则热电偶的总热电势包括两个接触电势和两个温差电势，即热电偶回路接触和温差电势分布（3）热电偶回路的总电势

3.1热电偶的测温原理设导体A、B组成热电偶的两结点温度分别为T和T0，热电偶回路所产生的总电动势热电偶回路接触和温差电势分布（3）热电偶回路的总电势当热电偶两电极材料确定后，热电动势便是两接点温度t和t0的函数差，即如果使冷端温度t0保持不变，热电动势就成为热端温度t的单一函数，即当冷端温度t0恒定时，热电偶产生的热电动势只与热端的温度有关。

3.1热电偶的测温原理热电偶必须采用两种不同材料作为电极，否则无论导体截面如何、温度分布如何，回路中的总热电动势恒为零。热电偶两接点温度必须不同，否则尽管采用了两种不同的金属，回路总电动势恒为零。热电偶回路总热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状无关。这就是热电偶测温的基本公式，从以上分析我们可以看出：热电偶的几个结论：