热电偶工作原理(热电效应)

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1、热电偶工作原理(热电效应)热电效应将两种不问成分的导体组成一个闭合问路，如图1所不。当闭合回路的两个接点分别置于不同温度场个时，回路中将产生一个电动势。该电动势的方向利大小与导体的材料及两接点的温度有关、这种现象被称为热电效应，两种导体组成的问路被杨；为热电偶，这两种导体被称：勿热电极，产生的电动势则被称为热电动势。热电偶的两个[作端分别被称为热端和冷端。热电佃产生的热电动势由两部分电动势织成：一部分是两种导体的接触电动势tS一部分是单一导体的温差屯动势。下面以导体为例说明热电动势的产生。(一)接触电动势当A和B两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体积的自由屯子数日不同(即电子密度不同

2、，分别用NH和VB表示)，因此，电子在两个方网L9‘版的速率就不一样。设NH＞NM，则导体A扩散到导体。的电子数要比导体B9”散到导体A的屯子数多。所以导体A失去电子带正电荷，而导体B得到屯子带负电荷。于是、齐A、B两导体的接触界面上使形成了一个由A到B的屯场。该电场的方向与6，散进行的方向相反，PR碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散的作用相等时，即白导体A扩散到导体D的白内电子数与在电场作用下白导体B扩散到导体钽电容八的自由电子数相等时，导体便处于一种动念平衡状态。在这种状态下，八与B两导体的接触处就产生丁电伦差，我们称之为接触电动势。其大小刘用下式可见，接触电动势的大小与接点处温

3、度高低和导体的电子密度有关。湿度越高，接触电动势越：大；两种导体电子密度的比值越大，镀触电动势越大。(二]温差电动势对于导体八或B，若将其两端分别置于不同的温度场‘、20中(f＞Ju)，则在导体内部，热端的白电子具有较大的动能．闲此间冷端移动，从而使热端失去电子带严屯衬，冷端得到电子带负电荷。这样，住导体的端便广：生了一个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电荷的进一步扩展。这样，导体两端便产生了电位差，将该电位差称为温差电动势，其表达式为：(三)电偶回路的总电动势将导体A和B首尾相接组成问路。如果导体A的电子密度大于斯麦迪电子导体B的电子密度，且两接点的温度不相等，则在热电俏回路中存在着4个

4、电动势，即2个接触电动势和2个温差电动势。图11—2历尔为热屯偶回路的电动势。．热电偶问路的总电动势力：这一关系式在实际测温个得到了广泛应用。因为冷端温度‘。恒定，热电偶产生的热屯动势只与热端的温度有关，即一定的温度对应一定的热电动势，石测得热电动势，便gJ知热端的温度2了。用实验方法求取这个函数关系时，通常令6＝o℃，然后在不同的温差(f—q)情况下，精确地侧走出凹路总热电动势，并将所测得的结果列成表格(称为热电偶分皮表)，供使用时布阅。cjmc%ddz