热电偶、补偿导线

热电偶丝
热电偶的基本定律
1、均质导体定律 ：同一导体闭合回路E=0 2、中间导体定律 在A、B构成的热电偶接入第三种导体C， 并使AC和BC接触的温度均为T0
E ABC T , T0 e AB T eBC T0 eCA T0 A dT B dT
ITS-90
温度检测仪表的源自文库类
接触式和非接触式两大类； 接触式检测仪表：
膨胀式温度检测仪表：基于物体受热体积膨胀或 长度伸缩性质的（如玻璃管水银温度计、双金属 温度计）； 热电阻温度检测仪表：基于导体或半导体电阻值 随温度变化的（铂电阻、铜电阻）； 热电偶温度检测仪表：基于热电效应；
E AB T , T0 e AB T e AB T0 e A T , T0 e B T , T0
T kT N AT kT0 N AT0 ln ln B A dT T0 e N BT e N BT0
E AB T ,T0 e AB T e AB T0
非接触式检测仪表
利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系， 主要有亮度法、全辐射法和比色法等
一、 热电偶温度计 Thermocouple 热电效应
A
t1 B
热电偶
t2
冷端（自由端）
热端（工作端）
EAB(t1,t2)
接触电势
两种导体电子密度不同，在接触面上的扩散 速度不同
kT N A e AB T ln e NB
kT e
0
0
0
e AB T e AB T0 B A dT
T
E AB T , T0
T0
热电势的测量(讨论)
A t2 C t 0 B t1 EAB(t,t0)=eAB(t)+eBC(t1)+eCA(t2)=eAB(t)+eBA(t0)
t
热电偶的基本定律
经验温标
借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用 实验方法或经验公式所确定的温标； 摄氏温标
把在标准大气压下水的冰点定为零度，把水的沸点定 为100度的一种温标。中间100等分，单位符号为℃
华氏温标
规定在标准大气压下水的冰点为32度，水的沸点为212 度，中间划分为180等分，单位符号为 0F。在我国已淘 汰。
热电偶正常工作的两个必要条件
两种导体 两个温度

A t B
与材料的粗细无关 t0 与材料的长度无关 与温度的分布无关
EAB(t,t0)=eAB(t)-eAB(t0)
热电偶的材料
理论上任何两种导体都可组成热电偶，但 作为测温的热电偶需满足：
物理、化学性稳定 电极的电阻小，电阻的温度系数小 电势值大，随温度单调上升，最好线性 材料易获得，复制性好，价格低
ITS-90定义固定点
标准仪器 第一温区为0.65K到5.00K之间，T90由3He和4He的蒸汽 压与温度的关系式来定义。 第二温区为3.0K到氖三相点（24.5661K）之间T90是氦定 容气体温度计（气体体积不变，根据压力与温度之间关系） 来定义。 第三温区为氢三相点（13.8033K或-259.3467 ℃ ）到银的 凝固点（961.78℃）之间，T90是由铂电阻温度计来定义， 它使用一组规定的定义内插法来分度。 银凝固点（961.78℃）以上的温区，T90是按普朗克辐 射定律来定义的，复现仪器为光学高温计。 内插公式 每种内插标准仪器在n个固定点温度下分度，以此求得 相应温度区内插公式中的常数。
T T T0 T0
e AB T eBC T0 eCA T0 A B dT
T T0
kT N AT ln e N BT
kT0 e
N BT0 N CT0 ln ln N CT N AT0 0
T A B dT T0
热力学温标
又称开尔文温标，符号为T，单位为Ｋ。 热力学温标是以热力学第二定律为基础的一 种理论温标，由卡诺定理推导出来的，被国 际计量大会采纳作为国际统一的基本温标。 有一个绝对零度，低于零度的温度不可能存 在。 热力学温标是一种纯理论的理想温标，无法 直接实现。
国际实用温标
是一个国际协议性温标，它与热力学温标相 接近，而且复现精度高，使用方便。 规定了固定点温度；标准仪器；内插公式。 国际计量委员会在18届国际计量大会第七号 决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标 ITS-90。 ITS—90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用 单色辐射实际可测量的最高温度。
思考题
请举例说明减小或消除仪表非线性的方 法，要求三种以上。
作业
3.2温度检测仪表
温度的定义
冷热程度 描述系统不同自由度之间能量分布 状况的基本物理量 与大量分子的平均动能相联系，反 映内部分子运动的剧烈程度
温 标
温度的数值表示方法 温度数值化的一套规则和方法 给出温度的测量单位 常用温标 经验温标（摄氏度t，℃ ；华氏度t,F） 热力学温标（开尔文温标T,K） 国际实用温标（T,K）
接触电势原理图（NA>NB）
温差电势
单一导体内自由电子在高温端具有较大的动 能，因而向低温端扩散 ，形成静电场 达到动态平衡时，在导体的两端便产生一个 相应的电位差－－温差电势 表示为：

e A T , T0 A dT
T T0
热电偶回路热电势

由导体A、B组成的热 电偶闭合回路，当温 度为 T＞T0，NA ＞ NB 时，闭合回路总的 热电势为
T N AT kT 0 N B T0 A B dT ln ln N T 0 e N A T0 BT T kT N AT kT0 N A T ln A B dT e ln N T e N BT BT