《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第6章 热电传感器 6.2 热电偶传感器

6.2热电偶传感器 ●6.2.1热电偶测温原理 。6.2.2热电偶的基本定律 ●6.2.3热电偶的冷端处理和补偿 ●6.2.4标准化热电偶 ●6.2.5非标准化热电偶 ·6.2.6热电偶结构型式 ·6.2.7热电偶安装注意事项

6.2 热电偶传感器 ⚫ 6.2.1 热电偶测温原理 ⚫ 6.2.2 热电偶的基本定律 ⚫ 6.2.3 热电偶的冷端处理和补偿 ⚫ 6.2.4 标准化热电偶 ⚫ 6.2.5 非标准化热电偶 ⚫ 6.2.6 热电偶结构型式 ⚫ 6.2.7 热电偶安装注意事项

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6.2.1热电偶测温原理 热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T>T时，回路中会产生热电势 EA(T.T B T>T 热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定 返回 上一页 一页

6.2.1 热电偶测温原理 ⚫ 热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端T﹥ T0时，回路中会产生热电势 热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定 返 回 上一页 下一页

(1)接触电势 电动势eB(T) B 电场 k一 玻耳兹曼常数： 接触电势eB(T)= 接触面的绝对温度； e NB e一单位电荷量： NA— 金属电极A的自由电子密度 NA— 金属电极B的自由电子密度 返 上一页 下一页

（1）接触电势 B A AB N N e k T e (T) = ln k —— 玻耳兹曼常数； T —— 接触面的绝对温度； e —— 单位电荷量； NA——金属电极A的自由电子密度 NA——金属电极B的自由电子密度 接触电势 返 回 上一页 下一页

(2)温差电势 电动势e(T,T) T T。 电场 温差电势 e4(T,I)= SdT (汤姆逊电势) δ-汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值， 它与材料的性质有关。 返回 上一页 下一页

（2）温差电势  = T T eA T T dT 0 ( , ) 0  δ-汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值， 它与材料的性质有关。 温差电势 （汤姆逊电势） 返 回 上一页 下一页

(3)热电偶回路的总热电势 A←—e(T,T) E(TT exn(T) B←—e(T,T) e(T EAB(T.To)=eB(T)-ea(T.To)-esB(To)+eg(T.To) =IeAB(T)-e4B(T月-eA(T,T)-eB(T,T月 r-ga,-6,a 返回 上一页 下一页

（3）热电偶回路的总热电势  = − − − = − − − = − − + T T A B B A A B A B A B A B A B A A B B ( )dt N N (T T )ln e k [ e (T ) e (T )] [ e (T ,T ) e (T ,T )] E (T ,T ) e (T ) e (T ,T ) e (T ) e (T ,T ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0   返 回 上一页 下一页

。热电极A和B为同一种材料时，NA=NB,δA=δB 则EAB(T,To=0。 。若热电偶两端处于同一温度下，T=T。, 则EAB(T,To)尸0。 ·热电势存在必须具备两个条件： (1)两种不同的金属材料组成热电偶 (2)它的两端存在温差 返回 上一页 下一页

⚫ 热电极A和B为同一种材料时，NA=NB, δ A=δB， 则EAB(T, T0 )=0。 ⚫ 若热电偶两端处于同一温度下， T=T0 ， 则EAB(T, T0 )=0 。 ⚫ 热电势存在必须具备两个条件： （1）两种不同的金属材料组成热电偶 （2）它的两端存在温差 返 回 上一页 下一页

ExB(T.T0=[exn(T)-[(8x-8g)dt]-IeB(To)-[(8,-8g)di] =f(T)-fT,》 热电势是T和T的温度函数的差，而不是温度的函数。 当T。=0℃时，f(T)=0则有： EE(T,To)=f(T) E与T之间有唯一对应的单值函数关系， 因此就可以用测量到的热电势来得到对应的温度值T, 热电势的大小，只是与导体A和B的材料有关， 与冷热端的温度有关，与导体的粗细长短及两导体接触面积无关。 返同 上一页 下一而

f (T ) f (T ) E (T ,T ) [ e (T ) ( )dt] [ e (T ) ( )dt] T T A B A B T A B A B A B 0 0 0 0 0 = − = − − − − −       热电势是T和T0的温度函数的差，而不是温度的函数。 当T0=0℃时，f (T0 )=0则有： ( , ) ( ) EAB T T0 = f T E与T之间有唯一对应的单值函数关系， 因此就可以用测量到的热电势E来得到对应的温度值T， 热电势的大小，只是与导体A和B的材料有关， 与冷热端的温度有关，与导体的粗细长短及两导体接触面积无关。 返 回 上一页 下一页

6.2.2热电偶的基本定律与结论 (1) 基本定律 (2)几个结论 返回 上一页 下一页

6.2.2 热电偶的基本定律与结论 （1） 基本定律 （2） 几个结论 返 回 上一页 下一页