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热电偶温度传感器的工作原理

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。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。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。
 
热电偶温度传感器的工作原理
 
两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿 端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
 
热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:
 
1:热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数;
 
2 :热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;
 
3:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅 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A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两 者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 
 
温度是对物体样本中粒子平均动能的测量方式,其标准单位是“度”。温度可以通过不同方法进行测量,测量的成本和精确度也因此各不相同。热电偶就是其中一种常见的测量温度的传感器,因为热电偶相对而言价格便宜而且精确度高,并且其测量范围相对较宽。
 
每当两个不同的金属接触,接触点聚会产生一个以温度为函数的较低的空载电压,这就是热电效应。这个温差电压就是Seebeck电压,以1821年发现该现象的物理学家ThomasSeebeck命名。该电压相对于温度是非线性的,但是对于小范围内的变化温度可以近似的认为是线性的,或者:
(1)
式中,?V是电压变化,S是Seebeck系数,而?T是温度变化。
热电偶的类型有很多种,并且都根据美国国家标准学会(ANSI)公约规定,由大些字母注明其成分。例如,J型热电偶由一个铁制导体和一个铜镍合金导体构成。热电偶的其他类型包括B,E,K,N,R,S,和T。
来源:      时间:2018/10/12 14:21:56
 
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