溫度傳感器(熱電偶)的工作原理
發(fā)布時(shí)間:2019-10-16瀏覽次數(shù):5003返回列表
兩種不同成份的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電)兩端接合成回路,當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí),在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的,其中,直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測(cè)量端),另一端叫做冷端(也稱為補(bǔ)償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。
熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度,對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì),應(yīng)注意如下幾個(gè)問(wèn)題:
1:熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數(shù);
2:熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小,當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí),與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān),只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān);
每當(dāng)兩個(gè)不同的金屬接觸,接觸點(diǎn)聚會(huì)產(chǎn)生一個(gè)以溫度為函數(shù)的較低的空載電壓,這就是熱電效應(yīng)。這個(gè)溫差電壓就是Seebeck電壓,以1821年發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象的物理學(xué)家ThomasSeebeck命名。該電壓相對(duì)于溫度是非線性的,但是對(duì)于小范圍內(nèi)的變化溫度可以近似的認(rèn)為是線性的,或者:

式中,A和V是電壓變化,S是Seebeck系數(shù),而A和T是溫度變化。
熱電偶的類型有很多種,并且都根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)公約規(guī)定,由大些字母注明其成分。例如,J型熱電偶由一個(gè)鐵制導(dǎo)體和一個(gè)銅鎳合金導(dǎo)體構(gòu)成。熱電偶的其他類型包括B,E,K,N,R,S,和T。