文档介绍：热电偶的测温原理是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。当导体A和B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。关键词:原理,使用,检定,实例热电偶测温原理与检定第一章热电偶测温原理及正确使用第一节热电偶的测温原理在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来,经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究,热电效应理论得到了不断的发展,并日趋完善。热电偶是热电效应的具体应用之一,它在温度测量中得到了广泛的应用,热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。可用于快速测温、点温测量和表面测量等,但是热电偶也存在着不足的地方,如使用的参考端温度必须恒定,否则将歪曲测量结果;在高温或长期使用中,因受被测介质或气氛的作用(如氧化、还原等)而发生劣化,降低使用寿命。尽管如此,热电偶仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。一、塞贝克效应和塞贝克电势热电偶为什么能用来测量温度呢?这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。在1821年,塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路(如图1—1)中,如果对接点a加热,那么,a,b两接点的温度就会不同,温度不同,就会有电流产生,使得接在电路中的电流表发生偏转。这一现象现今称为温差电效应或塞贝克效应,相应的电势称为温差热电势或塞贝克电势,它在热电偶回路中产生的电流称为热电流。A、B称为热电极,接点a是用焊接的方法连接一起的,测温时,将它置于被测温度场中,称为测量端或者工作端,接点b一般要求恒定在某一温度称为参考端或自由端。AATabT0图1—1塞贝克效应示意图不同的导体材料的电子密度不同,即使相同的导体材料,温度不同,其电子密度也不相同,当异质金属A、B组成闭合回路,由于接点a、b的温度不同(设T>T0),则同一导体温度高的地方自由电子密度大,温度低的地方自由电子密度小,即NA,T>NA,T0;NB,T>NB,T0。由于两金属导体的自由电子密度不同(设NA,T>NB,T;NA,T0>NB,T0),所以在闭合回路中,自由电子密度大的要向自由电子密度小的区域扩散,这样在回路中就产生了“净”电荷流动,即回路中有电动势eAB,这就是产生塞贝克电动势原因。实验证明,当热电极材料一定后,则热电势仅与两接点的温度有关,即:dEAB(T,T0)=SABdT(1—1)式中:SAB——热电势率或塞贝克系数,其随热电极材料和两接点温度而定。当两接点的温度分别为T,T0时,回路的热电势为:EAB(T,T0)=SABdT=eAB(T)-eAB(T0)(1—2)式中:eAB(T),eAB(T0)——接点a,b的分热电势或分塞贝克电势式(1—2)中角标A、B表示不同的热电极材料,按正极写在前,负极写在后的顺序排列。当温度T>T0时,eAB(T)与总电动势的方向一致,eAB(T0)与总热电动势的方向相反。如果接点的分热电势角标颠倒,它不会改变分热电势的大小,而改变热电势的方向,即:eAB(T0)=-eBA(T0)(1—3)代入式(1—2)得:EAB(T,T0)=eAB(T)+eBA(T0)(1—4)由此可知,热电偶回路的总热电动势的大小仅与热电极的材料和两接点的温度有关,