內(nèi)容編輯熱電偶測溫原理
熱電偶是基于“溫差電效應(yīng)”的測輻射熱器件。1. 溫差電效應(yīng)：簡單地說，就是在由兩種不同的金屬導(dǎo)體或是半導(dǎo)體材料構(gòu)成的結(jié)點(diǎn)處，可以產(chǎn)生接觸電動(dòng)勢(shì)。將這兩種不同的材料連接成一對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的閉合回路，并使其中一個(gè)結(jié)點(diǎn)接受輻射（熱輻射或光輻射），則該節(jié)點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生“溫度升高”，與另一個(gè)沒有接受輻射的結(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)溫度差，導(dǎo)致兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的接觸電動(dòng)勢(shì)不同，從而在閉合回路中產(chǎn)生電流。這種效應(yīng)也叫作“塞貝克效應(yīng)”。2. 測溫原理：使用熱電偶時(shí)，通常利用其中一個(gè)結(jié)點(diǎn)作為測量端（熱端），用于吸收熱輻射而產(chǎn)生“溫升”，而另一結(jié)點(diǎn)作為參考端（冷端），并維持恒溫。下圖為簡單測試原理結(jié)構(gòu)圖。通過檢測電流的大小就可以探測熱輻射的大小，繼而完成測溫。
1.定義: 由兩種導(dǎo)體組合而成,將溫度轉(zhuǎn)化為熱電動(dòng)勢(shì)的傳感器叫做熱電偶。
2. 測溫原理 : 熱電偶的測溫原理基于熱電效應(yīng)。
將兩種不同材料的導(dǎo)體 A 和 B 串接成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn) 1 和 2 的溫 度不同時(shí)，如果 T ＞ T 0 （如上圖 12-1熱電效應(yīng)）， 在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)， 在回路中產(chǎn)生一定大小的電流，此種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng) 。
熱電動(dòng)勢(shì)記為 EAB ，導(dǎo)體 A 、 B 稱為熱電極。接點(diǎn) 1 通常是焊接在一起的， 測量時(shí)將它置于測溫場所感受被測溫度，故稱為測量端（或工作端，熱 端）。
接點(diǎn) 2 要求溫度恒定，稱為參考端（或冷端）。
3.熱電效應(yīng)
??導(dǎo)體 A 和 B 組成的熱電偶閉合電路在兩個(gè)接點(diǎn)處分別由eAB （T） 與 eAB （T0 ）兩個(gè)接觸電勢(shì) ，又因?yàn)?T ＞ T0 ，在導(dǎo)體 A 和 B 中還各有一 個(gè)溫差電勢(shì)。所以閉合回 路總熱電動(dòng)勢(shì) EAB （T,T0 ） 應(yīng)為接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電勢(shì)的代數(shù)和，即：
4.閉合回路總熱電動(dòng)勢(shì)
??對(duì)于已選定的熱電偶，當(dāng)參考溫度恒定時(shí)，總熱電動(dòng)勢(shì)就變成測量端溫度 T 的單值函數(shù)，即 EAB （ Ｔ , T 0 ）= f （ T ） 。這就是熱電偶測量溫度的基本原理。
??在實(shí)際測溫時(shí)，必須在熱電偶閉合回路中引入連接導(dǎo)線和儀表。
三、有關(guān)熱電偶測溫的基本原則
??由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的橫截面積，長度以及溫度分布如何均不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。
??如果熱電偶的兩根熱電極由兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成，那么，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)僅與兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，與熱電偶的溫度分布無關(guān)；
??如果熱電極為非均質(zhì)電極，并處于具有溫度梯度的溫場時(shí)，將產(chǎn)生附加電勢(shì)，如果僅從熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)大小來判斷溫度的高低就會(huì)引起誤差。
??1.中間導(dǎo)體定則:
2. 均質(zhì)導(dǎo)體定則
??在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體，只要兩端的溫度相等，該導(dǎo)體接入就不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)這一定則，可以將熱電偶的一個(gè)接點(diǎn)斷開接入 第三種導(dǎo)體 ，也可以將熱電偶的一種導(dǎo)體斷開接入第三種導(dǎo)體，只要每一種導(dǎo)體的兩端溫度相同，均不影響回路的總熱電動(dòng)勢(shì)。
在實(shí)際測溫電路中，必須有連接導(dǎo)線和顯示儀器，若把連接導(dǎo)線和顯示儀器看成第三種導(dǎo)體 ，只要他們的兩端溫度相同，則不影響總熱電動(dòng)勢(shì) 。
3、參考電極定則 :
?兩種導(dǎo)體 A, B 分別與參考電極 C（ 或稱標(biāo)準(zhǔn)電極 ） 組成熱電偶，如果他們所產(chǎn)生的熱電 動(dòng)勢(shì)為已知， A 和 B 兩極配對(duì)后的熱電動(dòng)勢(shì)可用下式求得．由此可見，只要知道兩種導(dǎo)體分別與參考電極組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)，就可以依據(jù)參考電極定則計(jì)算出兩導(dǎo)體組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)。從而簡化了熱電偶的選配工作。由于鉑的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)高，易提純，所以人們多采用高純鉑作為參考電極。
