传感器应用技术 教学课件 ppt 作者 王倢婷第六章 6-2
17页1、第六章 温度传感器,第二节 热电偶式温度传感器,一、热电偶的基本性质,1.热电偶工作原理 由不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时(如图所示),只要两接点处的温度不同,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体材料及两接点的温度有关。,这种现象称为“热电效应”,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0,称为自由端(也称参考端)或冷端,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。,一、热电偶的基本性质,热电偶工作原理和热电偶式温度传感器如下图所示。,一、热电偶的基本性质,2.热电偶的基本性质 热电偶回路中热电动势的大小,只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关,而与热电偶的形状尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后,热电动势只与两接点的温度有关。当冷端温度恒定,热电偶产生的热电动势只随热端(测量端)温度的变化而变化,即一定的热电动势对应着一定的温度。因此,只要用测量热电动势的方法就可以达到测温的目的。,一、热电偶的基本性质,同时热电偶还应遵循以下的基本性质: (1)均质导体定则 如果热电偶回路中的两个热电极材料
2、相同,无论两接点的温度如何,热电动势为零,称为热电偶的均质导体定则。根据这个定则,可以检验两个热电极材料成分是否相同(称为同名极检验法),也可以检查热电极材料的均匀性。,一、热电偶的基本性质,(2)中间导体定则 在热电偶回路中接入第三种导体,只要第三种导体的两接点温度相同,则回路中总的热电动势不变,这就是热电偶的中间导体定则。如图所示在热电偶回路中接入第三种导体C。导体A与B接点处的温度为t,A与C、B与C两接点处的温度相同都为t0,则回路中的总电动势不变。,一、热电偶的基本性质,(3)标准热电极定则 如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知,这就是热电偶的标准电极定则。如图所示,导体A、B分别与标准热电极C组成热电偶,若它们所产生的热电动势已知,那么,导体A与B组成的热电偶,其热电动势可由下式求得:,一、热电偶的基本性质,(4)中间温度定则 热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、t0时的相应热电动势的代数和,如图所示,这就是热电偶的中间温度定则。 中间温度定则可以用下式表示
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