文档介绍：热电偶传感器在温度测量中应用极为广泛,因为它结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传。
将两种不同性质的导体A、B组成闭合回路,。若节点(1)、(2)处于不同的温度(T≠T0)时,两者之间将产生一热电势,在回路中形成一定大小的电流,这种现象称为热电效应。其电势由接触电势(珀尔帖电势)和温差电势(汤姆逊电势)两部分组成。                            
Ⅰ接触电势当两种金属接触在一起时,由于不同导体的自由电子密度不同,在结点处就会发生电子迁移扩散。失去自由电子的金属呈正电位,得到自由电子的金属呈负电位。当扩散达到平衡时,在两种金属的接触处形成电势,称为接触电势。其大小除与两种金属的性质有关外,还与结点温度有关。
在温度为T时的接触电势:
                                      (7-7)
式中 eAB(T)——A、B两种金属在温度T时的接触电势;
k——波尔兹曼常数,k=×10-23(J/K);
e——电子电荷,e=×10-19(C);
NA、NB——金属A、B的自由电子密度;
T——结点处的绝对温度。
Ⅱ温差电势对于单一金属,如果两端的温度不同,则温度高端的自由电子向低端迁移,使单一金属两端产生不同的电位,形成电势,称为温差电势。其大小与金属材料的性质和两端的温差有关,可表示为:
                                         (7-8)
式中 eA(T,T0)——金属A两端温度分别为T与T0时的温差电势;
σA——温差系数;
T、T0——高、低温端的绝对温度。
热电效应示意图
    对于图7-4所示A、B两种导体构成的闭合回路,总的温差电势为:
                          (7-9)
       于是,回路的总热电势为:
                  (7-10)
由此可以得出如下结论:
(1) 如果热电偶两电极的材料相同,即NA=NB,σA=σB,虽然两端温度不同,但闭合回路的总热电势仍为零。因此,热电偶必须用两种不同材料作热电极。
(2) 如果热电偶两电极材料不同,而热电偶两端的温度相同,即T=T0,闭合回路中也不产生热电势。
(1),接入第三种导体C,。若三个结点温度均为T0,则回路中的总热电势为:
   (7-11)
若A、B结点温度为T,其余结点温度为T0,而且T>T0,则回路中的总热电势为:
(7-12)
由式(7-11)可得:
                      (7-13)
将式(7-13)代入式(7-12)可得:
                       (7-14)
三导体热电回路 
结论:导体A、B组成的热电偶,当引入第三导体时,只要保持其两端温度相同,则对回路总热电势无影响,这就是中间导体定律。利用这个定律可以将第三导体换成毫伏表,只要保证两个接点温度一致,就可以完成热电势的测量而不影响热