文档介绍：第6章 热电式传感器
温度是表示物体冷热程度的物理量，是一个十分重要的物理参数，无论在工农业生产、科学研究、国防和人们日常生活等各领域，温度的测量和控制是极为重要的课题。所以在种类繁多的传感器中，在产品和应用方面，温度传感器都处前列。
热 (6-5)
可以用同样的方法证明，断开热电偶的任何一个极，用第三种导体引入测量仪表，其总电动势也是不变的。
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热电偶的这种性质在实用上有着重要的意义，它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
标准电极定律：如果两种导体分别与第三种导体组成热电偶，并且热电动势已知，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。
如图6-4，导体A、B分别与标准电极C组成热电偶，若它们所产生的热电动势为已知，即
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那么，导体A与B组成的热电偶，其热电动势可由下式求得
(6-6)
图6-4 三种导体分别组成热电偶
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标准电极定律是一个极为实用的定律。可以想象，纯金属的种类很多，而合金类型更多。因此，要得出这些金属之间组合而成热电偶的热电动势，其工作量是极大的。由于铂的物理、化学性质稳定，熔点高，易提纯，所以，我们通常选用高纯铂丝作为标准电极，只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势，则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可根据式(6-6)直接计算出来。
例如：热端为100℃，冷端为0℃时，，而考铜与纯铂组成的热电偶的热电动势为-，则镍铬和考铜组合而成的热电偶所产生的热电动势应为
-(-)=
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中间温度定律：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。
中间温度定律可以用下式表示
(6-7)
中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。它表明：若热电偶的热电极被导体延长，只要接入的导体组成热电偶的热电特性与被延长的热电偶的热电特性相同，且它们之间连接的两点温度相同，则总回路的热电动势与连接点温度无关，只与延长以后的热电偶两端的温度有关。
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中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。它表明：若热电偶的热电极被导体延长，只要接入的导体组成热电偶的热电特性与被延长的热电偶的热电特性相同，且它们之间连接的两点温度相同，则总回路的热电动势与连接点温度无关，只与延长以后的热电偶两端的温度有关。
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由式（6-1）表明，热电势 是两个接点温度的函数。但是，通常要求测量的是一个热源的温度，或者两个热源的温度差，为此，必须固定其中一个接点的温度。对于任何一种实际的热电偶并不是由精确的关系式表示其特性，而是用特性分度表。为了便于统一，一般手册上所提供的热电偶特性分度表是在保持热电偶冷端温度0℃的条件下，给出热电势与热端温度的数值对照。因此，当使用热电偶测量温度时，如果冷端温度保持0℃ ，则只要正确地测得电势，通过对应分度表，即可查的所测得温度。
但在实际测量中，热电偶冷端温度将受环境温度或热源温度的影响，并不为0℃ ，为了使用特性分度表，对热电偶进行标定，实现对温度的准确测量。对热电偶冷端温度变化所引起的冷端温度误差，长采用下述补偿方法。
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℃恒温法
将热电偶的冷端保持在0℃容器内，如图6-3所示，此法仅适合于实验室内，但它能使冷端温度误差得到完全的解决。
将热电偶冷端置于一恒温器内，如恒定温度为，则冷端误差△为
△= （）
由式可见，它虽不为零，但是一个定值。只要在回路中加入相应的修正电压，或调整指示装置的起始位置，即可达到完全补偿的目的。
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图6-3冰点冷端恒温法
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工业上常采用冷端补偿。冷端补偿器是一个四臂电桥，如图6-4所示，其中三个桥臂电阻 的温度系数为零，另一个桥臂采用铜电阻 ，放置于热电偶的冷端处。当 ℃时，电桥平衡；当 ℃时，电桥将产生相应的不平衡电压。电桥的输出△V与热电势串联，只要满足
△V=