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昆仑中大传感器小知识之热电偶温度传感器的种类及工作原理

来源:www.bjklzd.com 发布日期:2017-08-30

       温度传感器是检测温度的器件,其种类多,应用广,发展快。日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化,在此我们暂时介绍热电偶温度传感器的工作原理  

当有两种不同的导体以及半导体组成一个回路,连接两端时,只要在这结点处不同温度,一端温度为T,称为工作端热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端)或冷端,这样回路中就产生电流,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种现象称为塞贝克效应。有以下2个和塞贝克效应有关的效应:其一,当有电流流过两个不同导体之间的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。

两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势,此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。

无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势,热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b之间便有一电动势差△V,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图2-1(b)所示。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B为负极。实验表明,当△V很小时,△V与△T成正比关系。定义△V对△T的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。

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