第6章热电偶传感器

1 第6 章 热电偶传感器（2 学时） 本章主要内容： 6 .1 热电偶传感器的工作原理 一．热电效应 二. 热电偶测温原理 三. 热电偶回路的基本定律和主要性质 6 .2 热电偶的种类及结构 6 .3 热电偶自由端温度的补偿 6 .4 、热电偶的应用 教学目标及重点、难点： 一. 教学目标： 1 、了解热电势效应，了解热电偶的结构及种类。 2 、掌握热电偶回路的主要性质。 3 、掌握热电偶自由端温度补偿的常用方法。 4 、熟悉热电偶的应用。 二. 重点、难点： 重点：热电偶回路的主要性质，热电偶自由端温度补偿的常用方法，热电偶的应用； 难点：热电偶自由端温度补偿的常用方法； 2 6 .1 热电偶的工作原理 热电偶传感器是将温度转换成电动势的一种测温传感器，它是工业中使用最为普遍的接触式测温装置。这是因为热电偶具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输等特点，并且结构简单、使用方便。热电偶能够将热能直接转换为电信号，并且输出直流电压信号，使得显示、记录和传输都很容易。 一.热电效应 1821年，德国物理学家塞贝克对两种不同金属组成闭合回路，如图4.87所示，并用酒精灯加热其中一个接触点，发现回路中指南针发生偏转。如果对两个节点同时加热，指南针的偏转角反而减少。指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温度有关，这种物理现象称为热电效应。 ------两种不同材料导体组成的回路称为热电偶。 ------组成热电偶的导体称为热电极。 ------置于温度T的结点为测量端（工作端或热端），置于参考温度T0的另一结点为自由端或冷端。 3 二. 热电偶测温原理 热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如图4.87 所示。当两个接合点温度T和T0不同时、则在该回路中就会产生电动势、这种现象称为热电效应，相应的电动势称为热电势。这两种不同材料的导体的组合就称为热电偶。导体A、B 称为热电极。两个接点中，一个称为热端，也称为测量端或工作端，测温时它被置于被测介质(温度场)中；另一个接点称为冷端，又称参考端或自由端，它通过导线与显示仪表或测量电路相连，如图4 .8 8 所示。 1 . 导体的接触电动势、温差电动势和热电动势 上述回路中存在的热电动势 EAB（T，T0）由接触电动势和温差电动势组成。 (1 ) 接触电动势（珀尔帖电动势） 接触电势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形 4 ...