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《山东建筑大学热工检测课第4章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第一节热电现象及热电偶定律一热电现象及热电偶测温原理二热电偶基本定律一热电现象及热电偶测温原理热电偶是目前世界上科研和生产中应用最普遍、最广泛的温度测量元件。它将温度信号转换成电势（mV）信号，配以测量毫伏的仪表或变送器可以实现温度的测量或温度信号的转换。具有结构简单、制作方便、测量范围宽、准确度高、性能稳定、复现性好、体积小、响应时间短等各种优点。它既可以用于流体温度测量，也可以用于固体温度测量。既可以测量静态温度，也能测量动态温度。并且直接输出直流电压信号，便于测量、信号传输、自动记录和控制等。将两种不同的导体或半导体连成闭合回路，当两个接
2、点处的温度不同时，回路中将产生热电势。闭合回路中产生的热电势由两种电势组成：温差电势和接触电势两种不同的导体相接触时，因各自的电子密度不同而产生电子扩散，当达到动平衡后所形成的电势，大小取决于两种不同导体的性质和接触点的温度。指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以它们的温差电势也不一样。是导体A右端的温度为T时的电子密度是导体B左端的温度为T时的电子密度一一一+-高温低温温差电动势NAt为导体A在温度t时的电子密度热电偶回路中总热电势BEAB（T）EAB（T0）EA（T，T0）EB（T，T0）A经过简化可得闭
3、合回路的总热电势为接触电势要远大于温差电势，闭合回路总电势以接触电势为主EAB(T,T0)=f(T)-C闭合回路的总热电势取决于两种材料及两个端点的温度.当热电偶材料一定时,热电偶的总热电势成为温度T和T0的函数当T0维持一定时,对于确定的热电偶热电势只与温度T成单值函数关系,即:(1)热电偶产生热电势的条件是两种不同的导体材料构成回路，两端接点处的温度不同。小结(2)热电势大小只与热电极材料及两端温度有关，与热偶丝的粗细和长短无关。小结(3)热电极材料确定以后，热电势的大小只与温度有关。小结测温时，测量端置于被测温度处。而参比端一般要保持恒定
4、温度，并与测量仪表相接。在这个闭合回路中，T端称测量端或热端，T0端称参比端或冷端。二热电偶的基本定律1均质导体定则2中间导体定则标准电极定则4中间温度定则1均质导体定则由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面和长度以及其温度分布如何，都不能产生热电势。这一定则说明，一种均质材料不能构成热电偶由两种不同材料组成的热电偶则要求材质的均匀性要好，否则热电极的温度分布将会对热电势值产生影响2中间导体定则在热电偶回路中接入中间导体后，只要中间导体两端的温度相同，对热电偶回路的总热电势值没有影响。2中间导体定则假设金属的活性顺序为A>B>C回路总电势
5、2中间导体定则回路总电势EAB(t)-EAC(t0)+EBC(t0)=EAB(t)-[EAC(t0)-EBC(t0)]=EAB(t)-EAB(t0)=EAB(t,t0)3标准电极定则已知热电偶的两个电极A、B分别与另一电极C组成的热电偶的热电势为EAC(T,T0)和EBC(T,T0)，则在相同接点温度(T,T0)下，由A、B电极组成的热电偶的热电势EAB(T,T0)为:例如，铂铑30—铂热电偶的EAC（1084.5℃,0℃）=13.976mv,铂铑6—铂热电偶的EBC（1084.5℃,0℃）=8.354mv，根据标准电极定律，铂铑30—铂铑6热
6、电偶的EAB(1084.5℃,0℃）=13.976-8.354=5.622mv。4中间温度定则热电偶AB在接点温度为t1、t3时的热电势EAB(t1,t3)等于热电偶AB在接点温度为t1、t2和t2、t3时的热电势EAB(t1,t2)、EAB(t2,t3)的代数和。EAB(t1,t3)=EAB(t1,t2)+EAB(t2,t3)根据这一定则，只需列出热电偶在参比端温度为0℃的分度表，就可以求出参比端在其它温度时的热电势值。热电偶参考端补偿导线法处理※原理：在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线为补偿导线。回路
7、总热电势为E=EAB(T,T0’)+EA’B’(T0’,T0)E=EAB(T,T0)补偿导线EA’B’(T0’,T0)=EAB(T0’,T0)常用补偿导线的结构分为普通型和带屏蔽层型两种按照补偿原理分为补偿型及延伸型两种补偿导线按使用温度可分为一般用（0～100℃）和耐热用（0～200℃）注意两个接点温度不能超过规定温度两个接点温度应当相同。否则，由于热电偶与补偿导线的热电特性并不完全相同，可能会引起较大的测量误差。正负极不能接反在T0=0℃条件下，用实验的方法测出各种不同热电极组合的热电偶在不同热端温度下所产生的热电势值，可以列出对应的分度表
8、，常用热电偶的热电特性有分度表可查。通常表示热电偶所用热电极材料时，电子相对活跃的为正极，电子相对不活跃的为负极。分度表第二节标准化与非标准化热电偶一
