《热电偶温度测量》PPT课件

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1、第三章热电偶温度测量9/8/20211第一节热电现象和关于热电偶的基本定律一、热电现象和热电偶温度计；二、热电偶的基本定律第二节标准化与非标准化热电偶一、热电极材料及其热电性质；二、标准化热电偶；三、非标准化热电偶四、热电偶的构造第三节热电偶冷端温度补偿问题一、计算法；二、冰点槽法；三、补偿电桥法(冷端补偿器)；四、多点冷端温度补偿法；五、晶体管PN结温度补偿法第四节热电偶的校验9/8/20212西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277第一节热电现象和关于热电偶的基本定律热电偶温度

2、计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。测量100～1600℃温度较高准确度温度信号转变成电信号，便于信号的远传和实现多点切换测量在工业生产和科学研究领域中被广泛用于测量温度。9/8/20213西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦874882779/8/20214西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277一、热电现象和热电偶温度计由两种不同的导体(或半导体)A、B组成的闭合回路中，如果使两个接点t、t0处于不同温度，回路就会出现电动势，称为热电势，这一现象称为热电现象，这是塞贝

3、克在1821年发现的，故又称为塞贝克效应。热电势是由温差电势和接触电势组成的。9/8/20215西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277温差电势(汤姆逊电势)是一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。当同一导体的两端温度不同时，高温端的电子能量比低温端的电子能量大，因而从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多高温端因失去电子而带正电荷，低温端因得到电子而带负电荷，从而在高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。9/8/20216西北电力职工培训中心动力系热工自动

4、化教研室刘晓谦87488277温差电势该电场阻止电子从高温端跑向低温端，同时加速电子从低温端跑向高温端，最后达到动平衡状态，即从高温端跑向低温端的电子数等于从低温端跑向高温端的电子数。动平衡状态时在导体两端产生一个相应的电位差，该电位差称为温差电势。此电势只与导体性质和导体两端的温度有关，而与导体长度、截面大小、沿导体长度上的温度分布无关。9/8/20217西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277接触电势(珀尔帖电势)是在两种不同的导体A和B接触时产生的。A、B金属有不同的电子密度，

5、设导体A的电子密度NA大于导体B的电子密度NB，则从A扩散到B的电子数要比从B扩散到A的多，A因失去电子而带正电荷，B因得到电子而带负电荷，于是在A、B的接触面上便形成了一个从A到B的静电场。9/8/20218西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277这个电场将阻碍电子扩散的继续进行，同时加速电子向相反方向转移，即从B回到A的电子数增多，最后达到动平衡状态。在动平衡状态时A、B之间形成一个电位差，这个电位差称为接触电势(见图3—3)，其数值取决于两种不同导体的性质和接触点的温度。如导体

6、A和B相接触，接点温度为t则接点处的接触电势的形式只与A和B的性质有关9/8/20219西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277热电势一个由A、B两种均匀导体组成的热电偶，当两个接点温度分别时，按顺时针取向，热电偶产生的热电势为温差电势和接触电势之和。9/8/202110西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277热电偶测量温度的工作原理即热电偶所产生的热电势E只和温度有关，因此，测量热电势的大小，就可求得温度t的数值了，这就是用热电偶测量温度的工作原理。组成热电

7、偶的两种导体，称为热电极。通常把t0热电偶的参考端、自由端或冷端，而t端称为测量端、工作端或热端(下统称冷端、热端)。如果在冷端电流从导体A流向导体B，则称为正热电极,B称为负热电极。9/8/202111西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦87488277二、热电偶的基本定律在使用热电偶测量温度时，还需要应用关于热电偶的三条基本定律，它们已由实验所确立.1．均质导体定律2．中间导体定律3．连接温度定律9/8/202112西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦874882771．均质导体

8、定律由一种均质导体(或半导体)组成的闭合回路，不论导体(半导体)的截面积如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势。由此定律可以得到如下的结论：1)热电偶必须由两种不同性质的材料构成2)由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，便说明该材料是不均匀的。据此，可检查热电极材料的均匀性。9/8/202113西北电力职工培训中心动力系热工自动化教研室刘晓谦874882772．中间导体定律由不同材料组成的闭