傳感器應(yīng)用技術(shù) 課件 知識(shí)點(diǎn)：6.1熱電偶的認(rèn)識(shí)與基本原理

傳感器應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目六熱電式傳感器熱電偶的認(rèn)識(shí)與基本原理1.熱電偶簡介熱電偶溫度傳感器是一種感溫元件，也是一種儀表。它直接測量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號(hào)，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢---熱電動(dòng)勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。1.熱電偶簡介當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料確定后，熱電偶所能產(chǎn)生的電動(dòng)勢的大小只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，熱電偶的熱電動(dòng)勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體接合點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生與溫差成比例的熱電動(dòng)勢，因而在回路中形成熱電流，該電流可直接驅(qū)動(dòng)二次儀表顯示被測介質(zhì)溫度值。2.常見熱電偶為了適應(yīng)不同測量對象的測溫條件和要求，熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有普通型熱電偶、鎧裝型熱電偶和薄膜型熱電偶。2.常見熱電偶熱電偶經(jīng)常被用在冶煉化工等高溫生產(chǎn)過程中。

如在工作生活中被高溫傷害，切記不可相信偏方，一定按照標(biāo)準(zhǔn)的處理方式來處理傷處并及時(shí)進(jìn)行就醫(yī)。1.根據(jù)燙傷部位的情況，選擇使用冷水進(jìn)行沖洗或者浸泡或者濕敷的辦法，以快速降低創(chuàng)面的溫度，從而減輕創(chuàng)面的疼痛感以及減輕熱力對深部組織的進(jìn)一步損傷。2.冷療時(shí)間一般需要達(dá)到半個(gè)小時(shí)左右，或者直到創(chuàng)面疼痛明顯減輕為止。3.然后可以使用濕毛巾或紗布對燙傷部位進(jìn)行濕敷，及時(shí)至就近醫(yī)院的燒傷科進(jìn)行進(jìn)一步處理創(chuàng)面。注意，在冷療的過程中，我們盡可能的保護(hù)燙傷部位的水泡，不要將其弄破，以免導(dǎo)致創(chuàng)面出現(xiàn)疼痛以及加深等情況。3.熱電偶回路的總電動(dòng)勢實(shí)際上，熱電動(dòng)勢來源于兩個(gè)方面：一部分由兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢構(gòu)成，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢。接觸電動(dòng)勢：不同導(dǎo)體的自由電子密度是不同的。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A、B連接在一起時(shí)，由于兩者內(nèi)部單位體積的自由電子數(shù)目不同，因此，在A、B的接觸處就會(huì)發(fā)生電子的擴(kuò)散，且電子在兩個(gè)方向上擴(kuò)散的速率不相同。這種由于兩種導(dǎo)體自由電子密度不同，而在其接觸處形成的電動(dòng)勢稱為接觸電動(dòng)勢。接觸電動(dòng)勢的大小與導(dǎo)體的材料、接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的直徑、長度、幾何形狀等無關(guān)。兩接點(diǎn)的接觸電動(dòng)勢用符號(hào)EAB（t）表示為3.熱電偶回路的總電動(dòng)勢溫差電動(dòng)勢：對單一金屬導(dǎo)體，如果將導(dǎo)體兩端分別置于不同的溫度場t，t0中（t>t0），在導(dǎo)體內(nèi)部，熱端的自由電子具有較大的動(dòng)能，將更多地向冷端移動(dòng)，導(dǎo)致熱端失去電子帶正電，冷端得到電子帶負(fù)電，這樣，導(dǎo)體兩端將產(chǎn)生一個(gè)熱端指向冷端的靜電場。該電場阻止電子從熱端繼續(xù)向冷端轉(zhuǎn)移，并使電子反方向移動(dòng)，最終將達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。這樣，在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電位差，稱為溫差電動(dòng)勢。溫差電動(dòng)勢的大小取決于導(dǎo)體材料和兩端的溫度，可表示為3.熱電偶回路的總電動(dòng)勢實(shí)踐證明，熱電偶回路中所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢主要是由接觸電動(dòng)勢引起的，溫差電動(dòng)勢所占比例極小，可以忽略不計(jì)；因?yàn)镋AB（t）和EAB（t0）的極性相反，假設(shè)導(dǎo)體A的電子密度大于導(dǎo)體B的電子密度，且A為正極、B為負(fù)極，因此回路的總電動(dòng)勢為·1）如果熱電偶兩電極相同，即nA(t)=nB（t）、nA(t0)=nB（t0），則無論兩接點(diǎn)溫度如何，總熱電動(dòng)勢始終為0。4.熱電偶熱電勢的幾點(diǎn)結(jié)論

3）熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢大小與材料（nA，nB）和接點(diǎn)溫度（t，t0）有關(guān)，與其尺寸、形狀等無關(guān)。4）熱電偶在接點(diǎn)溫度為t1，t3時(shí)的熱電動(dòng)勢，等于此熱電偶在接點(diǎn)溫度