热电偶测温原理及几个基本定律

热电偶测温原理及几个基本定律

2016-04-14 7

两种不同的导体或半导体两端相接成闭合回路,当两接点分别放在不同的温度T和T0时,则在回路中就会产生热电势,形成回路电流。这称赛贝克效应,也换称热电效应。产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成。高品质热电偶就是基于热电效应而工作的。

1.    均质导体定律

由同一种均质材料(导体或半导体)两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以及温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。
可见,高品质热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不均匀,由于温度梯存在,将会产生附加热电势。

2.    中间温度定律

高品质热电偶回路两接点(温度为T、T0)间的热电势,等于高品质热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度

应用:由于高品质热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0摄氏度时,不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取的温度值,再加上冷端温度确定热端被测温度值,需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律来修正!

3.    中间导体定律

高品质热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对高品质热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。
应用:依据中间导体定律,在高品质热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
有人担心用铜导线连接高品质热电偶冷端到仪表读取mV值,在导线与高品质热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律,是没有这个误差的!


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