【導讀】熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。在兩種不同材料的導體或半導體A和B組成的閉合可路中，如果兩個導體A和B的連接點溫度不同，設T>T，則回路中會產生一個電動勢，即生此閉合回路中有電流產生，這種現象稱為熱電效應。
熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。在兩種不同材料的導體或半導體A和B組成的閉合可路中，如果兩個導體A和B的連接點溫度不同，設T>T，則回路中會產生一個電動勢，即生此閉合回路中有電流產生，這種現象稱為熱電效應。熱電效應是由塞貝克在1821年發現的所以又稱為塞貝克效應。回路產生的電動勢稱為熱電動勢。由兩種不同的導體或半導體A和B月成的閉合回路稱為熱電偶，如圖1-19所示。導體或半導體A和B稱為熱電偶的熱電極。熱偶的兩個連接點，溫度為T的被測對象的接點稱為熱端，又稱為檢測端或者工作端;溫度為參考溫To的另一接點稱為冷端，又稱為參考端和自端。
熱電偶產生的熱電動勢是由接觸電動勢和溫差動勢兩部分組成的。
1.接觸電動勢
兩種不同材料的導體A和B接觸時，由于兩者內部的自由電子密度不同，而在接觸點會:生的電動勢，稱為接觸電動勢，又稱為帕爾貼電動勢。當兩種不同材料的金屬接觸在一起由于各自的自由電子密度不同，自由電子通過接觸處相互向對方擴散。電子密度大的材料于失去的電子比獲得的電子多，所以在接觸處附近會積累正電荷，而電子密度小的材料由于得的電子多于失去的電子，因此在接觸處附近會積累負電荷，這樣就在接觸處產生了電位
回路中總的接觸電動勢為
e∧в(T,T°)= e∧в( T)-eв(T)(1-9)從上述公式中可以看出，接觸電動勢的大小與溫度高低及導體中的電子密度有關。溫度趨高接觸電動勢越大，導體的電子密度越高，接觸電動勢也越大。
2.溫差電動勢
對導體A或者導體B來說，其兩端的溫度不同也會產生電動勢，該電動勢稱為溫差電動勢，又稱為湯姆遜電動勢。如果設導體兩端的溫度分別為T和T。由于高溫端"的電子能量比低溫端7的電子能，因此從高溫e(T,石)端擴散到低溫端的電子數要比從低溫端擴散到高溫端的電子數多從而使高溫端失去電子而帶正電，低溫端因得到電子而帶負電，從而形成了一個從高溫端到低溫端的靜電場，因此在導體的兩端圖1-20 溫差電動便產生了一個電動勢差，這就是溫差電動勢。
e (T,o)= o dre (T,To)= ondT
(1-10)
(1-11)
式中導體 A、B兩端溫度為T、T。時形成的溫差電動勢;--高溫端、低溫端的溫度:
湯姆遜系數，表示導體 A、B兩端的溫度差為1℃時所產生的溫差電動勢CA、OR例如在0℃時，銅的湯姆遜系數σ=2mV/℃。
3.熱電偶回路的總的熱電動勢
由導體A和B組成的熱電偶回路，其接點溫度分別為7、T，如果T>T，則熱電偶的總的熱電動勢包括兩個接觸電動勢和兩個溫差電動勢，即
EB(T,7)=eB(T)-eB(T)+e(T,T)-e(T,T)MM(o-o)a7式中 NAT、NAT--導體A在接點溫度為T和T。時的電子密度;
(1-12)
NBT、NBT。--導體B在接點溫度為T和T。時的電子密度;
CA、σe--導體A和B的湯姆遜系數。
總熱電偶及熱電動勢原理圖如圖1-21所示，由于溫差電動勢比接觸電動勢要小得多，又因為T>T，所以熱電偶所產生的總的熱電動界EB(T,T)主要由兩個接觸電動勢組成，故
EAB(T,T)=eAB(T)-eAB(T)(1-13)
對于固定的熱電偶來說，若冷端溫度T恒定，則eA(T)為常數，用C來表示，則總的熱電動勢就變成了與熱端溫度T成單值的函數，即
EAB(T,T)=EAB(T,0)+EB(0,T)(1-14)=EB(T,0)-EB(T,0)=EB(T)-EAB(T)=EB(T)-C這就是熱電偶測溫的基本公式，從以上分析可以看出:(1)熱電偶回路熱電動勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關，與熱電偶的長度、粗
田無關。(2)只有用不同性質的導體(或半導體)才能組合成熱電偶:相同材料不會產生熱電動因為當A、B兩種導體是同一種材料時，In(N/N)=0，也即EB(T，To)=0。(3)只有當熱電偶兩端溫度不同，熱電偶的兩導體材料不同時，才能有熱電動勢產生。(4)導體材料確定后，熱電動勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關。如果使E(T)=數，則回路熱電動勢EB(T，T)就只與溫度T有關，而且是7的單值函數，這就是利用電偶測溫的原理。
在實際應用中，熱電動勢和溫度的關系是通過熱電偶的分度表來確定的。根據熱電動勢與度的函數關系，制成熱電偶分度表:分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的電偶具有不同的分度表。
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯系小編進行處理。
推薦閱讀：
