文档介绍：关于温度传感器
第1页，讲稿共48张，创作于星期二
第一章 温度传感器
主要内容：
电阻型温度传感器
热电阻
热敏电阻
热电偶
热电偶的基本原理
热电偶的种类和结构
热电偶的实用测量电路
温度传感器的应用
第2页，讲稿共48高
热容量小
响应速度快
分辨率很高
缺点
互换性差
热电特性非线性大
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温度检测及指示
温度补偿
过热保护
自动延时电路
控温电路
降温报警器
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热电偶
热电偶是将温度量转换为电势大小的热电式传感器
热电偶体现的是热电效应
应用：
广泛用于测量100～1300℃范围内的温度
根据需要可以用来测量更高或更低的温度
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热电偶
特点：
结构简单
使用方便
精度高
热惯性小
可测量局部温度
便于远距离传送与集中检测、自动记录
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热电偶的基本原理
热电效应
1823年由塞贝克（Seebeck）发现
在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中就要产生热电势，称为塞贝克电势。
这个物理现象称为热电效应
T
A
T0
B
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热电偶的基本原理
两种不同材料的导体两端联接在一起，一端称为工作端或热端(T)，测温时置于被测温度场中；另一端称为参考端或冷端(T0)，通常恒定在某一温度。此时在这个回路中将产生一个与温度T、T0、以及导体材料性质有关的电势EAB(T,T0)，然后可以利用这个热电效应来测量温度。
把由两种不同材料构成的上述热电变换元件称为热电偶，A和B两种不同的导体称为热电极
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热电偶的基本原理
实验证明，回路的总热电势为
式中为热电势率或塞贝克系数，其值随热电极材料和两接点的温度而定
热电效应产生的电势由珀尔帖效应（接触电势）和汤姆逊效应（温差电势）两部分组成
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热电偶的基本原理
珀尔帖效应（接触电势）
将同温度的两种不同的金属互相接触，由于不同金属内自由电子的密度不同，在两金属的接触处会发生自由电子的扩散现象，直至在接点处建立起平衡电场
两种不同金属的接点处产生的电动势称为珀尔帖电势，又称接触电势
EAB(T)
A
B
－
＋
u
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热电偶的基本原理
汤姆逊效应（温差电势）
当匀质棒状导体两端存在温度梯度时，导体内自由电子将从温度高的一端向温度低的一端扩散，从而使棒内建立起平衡电场。
电场产生的电势称为汤姆逊电势或温差电势
当匀质导体两端的温度分别是T、T0时，温差电势为
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热电偶的基本原理
汤姆逊效应（温差电势）
回路的温差电势为
如果两接点温度相同，则温度电势为零。
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热电偶的基本原理
总热电势
如果热电偶两个电极的材料相同，两个接点温度不同，不会产生电势
如果两个电极的材料不同，但两接触点温度相同，也不会产生电势
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热电偶的基本原理
当热电偶两个电极的材料不同，且A、B固定后，热电势EAB(T,T0)便为两接点温度T和T0的函数，即
当T0保持不变，则热电势EAB(T,T0)便为热电偶热端温度T的单值函数
热电偶测温的基本公式
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热电偶的基本定律
均质导体定律
两种均质金属组成的热电偶，其电势大小与热电极直径、长度及沿热电极长度上的温度分布无关，只与热电极材料和两端温度有关
如果材质不均匀，则当热电极上各处温度不同时，将产生附加的热电势，造成无法估计的测量误差，因此，热电极材料的均匀性是衡量热电偶质量的重要指标之一。
解决温度分布对热电偶热电势的影响问题
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热电偶的基本定律
标准电极定律
两种金属组成热电偶的热电势可以用它们分别与第三种金属组成热电偶的热电势之差来表示
T
A
T0
B
T
A
T0
C
T
B
T0
C
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热电偶的基本定律
中间导体定律
在热电偶回路中插入第三、四…种导体，只要插入导体的两端温度相等，且插入导体是均质的，则无论插入导体的温度分布如何，都不影响原来热电偶的热电势的大小
解决热电势的测量问题
T
T0
T0
A