热电偶温度测量方法

接点温度为t1和t3的热电偶，它的热电势等于接点温度分别 为t1,t2和t2,t3的两支同性质热电偶的热电势的代数和，如图 3—7所示，可以写出它的热电势。
即热电偶所产生的热电势E只和温度有关，因此，测量 热电势的大小，就可求得温度t的数值了，这就是用热 电偶测量温度的工作原理。
组成热电偶的两种导体，称为热电极。
通常把t0热电偶的参考端、自由端或冷端，而t端称为 测量端、工作端或热端(下统称冷端、热端)。
如果在冷端电流从导体A流向导体B，则称为正热电 极,B称为负热电极。
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如果两种导体A、B 对另一种参考导体C 的热电势为已知。
这两种导体组成热 电偶的热电势是它 们对参考导体热电 势的代数和(见图 3—6)。
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标准电极
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温差电势
该电场阻止电子从高温端跑向低 温端，同时加速电子从低温端跑 向高温端，最后达到动平衡状态， 即从高温端跑向低温端的电子数 等于从低温端跑向高温端的电子 数。
动平衡状态时在导体两端产生一 个相应的电位差，该电位差称为 温差电势。
此电势只与导体性质和导体两端 的温度有关，而与导体长度、截 面大小、沿导体长度上的温度分 布无关。
如导体A和B相接触，接点温度为t则 接点处的接触电势的形式只与A和B 的性质有关
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热电势
一个由A、B两种均匀
导体组成的热电偶， 当两个接点温度分别 时，按顺时针取向， 热电偶产生的热电势 为温差电势和接触电 势之和。
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热电偶测量温度的工作原理
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这个电场将阻碍电子扩散的继续进行， 同时加速电子向相反方向转移，即从 B回到A的电子数增多，最后达到动 平衡状态。
在动平衡状态时A、B之间形成一个 电位差，这个电位差称为接触电势 (见图3—3)，其数值取决于两种不同 导体的性质和接触点的温度。
第三章 热电偶温度测量
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第一节热电现象和关于热电偶的基本定律 ➢ 一、热电现象和热电偶温度计； ➢ 二、热电偶的基本定律
第二节标准化与非标准化热电偶 ➢ 一、热电极材料及其热电性质； ➢ 二、标准化热电偶； ➢ 三、非标准化热电偶 ➢ 四、热电偶的构造
第三节热电偶冷端温度补偿问题 ➢ 一、计算法； ➢ 二、冰点槽法； ➢ 三、补偿电桥法(冷端补偿器)； ➢ 四、多点冷端温度补偿法； ➢ 五、晶体管PN结 温度补偿法
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接触电势(珀尔帖电势)
是在两种不同的导体A和B接 触时产生的。
A、B金属有不同的电子密度， 设导体A的电子密度NA大于 导体B的电子密度NB，则从A 扩散到B的电子数要比从B扩 散到A的多，A因失去电子而 带正电荷，B因得到电子而带 负电荷，于是在A、B的接触 面上便形成了一个从A到B的 静电场。
由此定律可以得到如下的结论：
1)热电偶必须由两种不同性质的材料构成
2)由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，便说 明该材料是不均匀的。据此，可检查热电极材料的均匀性。
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2．中间导体定律
由不同材料组成的闭合回路中，若各种材料接触点 的温度都相同，则回路中热电势的总和等于零。
结论
1)在热电偶回路中加入第三种均质材料，只要它 的两端温度相同，对回路的热电势就没有影响。
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如图3—5所，利用热电偶测温 时，只要热电偶连接显示仪表 的两个接点的温度相同，那么 仪表的接入对热电偶的热电势 没有影响。
而且对于任何热电偶接点，只 要它接触良好，温度均一，不 论用何种方法构成接点，都不 影响热电偶回路的热电势。
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二、热电偶的基本定律
在使用热电偶测量温度时，还需要应用关于 热电偶的三条基本定律，它们已由实验所确 立.
1．均质导体定律 2．中间导体定律 3．连接温度定律
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1．均质导体定律
由一种均质导体(或半导体)组成的闭合回路，不论 导体(半导体)的截面积如何以及各处的温度分布如 何，都不能产生热电势。
参考导体亦称标准电极。
铂的物理、化学性能稳定，熔点高，易提纯，复制性好，所 以标准电极常用纯铂丝制作。
这个结论大大简化了热电偶的选配工作。只要取得一些热电 极与标准铂电极配对的热电势，其中任何两种热电极配对时 的热电势就可通过计算求得。
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3．连接温度(或中间温度)定律
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一、热电现象和热电偶温度计
由两种不同的导体(或半导 体)A、B组成的闭合回路中， 如果使两个接点t、t0处于 不同温度，回路就会出现电 动势，称为热电势，这一现 象称为热电现象，这是塞贝 克在1821年发现的，故又 称为塞贝克效应。
热电势是由温差电势和接触 电势组成的。
第四节热电偶的校验
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第一节 热电现象和 关于热电偶的基本定律
热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
测量100～1600℃温度
较高准确度
温度信号转变成电信号，便于信号的远传和实现多点切换测 量
在工业生产和科学研究领域中被广泛用于测量温度。
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温差电势(汤姆逊电势)
是一根导体上因两端温度不同而 产生的热电动势。
当同一导体的两端温度不同时， 高温端的电子能量比低温端的电 子能量大，因而从高温端跑到低 温端的电子数比从低温端跑到高 温端的要多
高温端因失去电子而带正电荷， 低温端因得到电子而带负电荷， 从而在高、低温端之间形成一个 从高温端指向低温端的静电场。