電子溫度計原理說明

熱電溫度計以熱電偶為測溫元件測量的與溫度相對應的熱電動勢通過儀表顯示溫度值。 廣泛用于測定-200℃~ 1300℃范圍內的溫度，特殊情況下可測定2800℃的高溫或4K的低溫。 具有結構簡單、價格低廉、精度高、測溫范圍寬等特點。 熱電偶將溫度轉換為電量進行檢測，因此溫度的測量控制和溫度信號的放大轉換容易，適用于遠程測量和自動控制。 接觸式測溫法中，熱電溫度計的應用zui很普遍。 (1)熱電偶測溫原理熱電偶測溫原理基于熱電效應。 將兩個不同材料的導體a和b連接在一個閉合電路上，如果兩個觸點電氣1和2的溫度不同，當T>T0時，在電路中產生熱電動勢，在電路中流過一定大小的電流，這種現象被稱為熱電效應。 該電動勢為&ldquo； 塞貝克溫差電動勢&rdquo； 簡稱&ldquo； 熱電動勢&rdquo； EAB、導體a、b記為熱電極。 接點1通常焊接，測量時放置在測溫場所感受被測量溫度，因此稱為測量端(或作業端熱端)。 接點2要求溫度恒定，稱為基準端(或冷端)。 兩個導體的組合將溫度轉換為熱電動勢的傳感器稱為熱電偶。 熱電動勢由兩種導體的接觸電位(帕爾貼電位)和單一導體的溫差電位(湯姆森電位)組成。 熱電動勢的大小與兩種導體材料的性質和觸點溫度有關。 導體內部的電子密度不同，當兩種電子密度不同的導體a和b接觸時，電子在接觸面上擴散，電子從電子密度高的導體流向密度低的導體。 電子擴散的速度與兩個導體的電子密度有關，與接觸區域的溫度成正比。 假設導體a和b的自由電子密度為NA和NB，并且NA>NB，則電子擴散的結果是，導體a失去電子而帶正電，導體b得到電子而帶負電，在接觸面上形成電場。 該電場阻礙電子的擴散，達到動平衡時，在接觸區域形成穩定的電位差，即接觸電位，其大小為(8.2-2)式的k<； k>； 即<； br/>； 玻爾茲曼常數，k=1.38×； 10-23J/K； e>； <； br/>； 電子電荷量，e=1.6×； 10-19 C； t>； <； br/>； 接觸部溫度、k NA、nb； <； br/>； 分別是導體a和b的自由電子密度。 由于導體的兩端溫度不同而產生的電動勢稱為溫度差電位。 由于溫度梯度的存在，電子的能量分布發生變化，高溫端( t )的電子向低溫端( T0)擴散，高溫端電子帶正電，低溫端因得到電子而帶負電。 因此，在同一導體兩端也產生電位差，阻止電子從高溫端向低溫端擴散，電子擴散形成動態的平衡，此時確立的電位差稱為溫度差電位即湯姆森電位，其與溫度的關系為(8.2-3)式中&sigma； 湯姆遜系數表示溫差為1℃時產生的電動勢值，其大小與材料的性質和兩端的溫度有關。 由導體a和b構成的熱電偶閉合電路，由于在兩個接點具有兩個接觸電位eAB(T )和eAB(T0 )，并且T>T0，因此導體a和b分別具有溫度差電位。 因此，閉合電路的總熱電動勢EAB(T，T0)必須是接觸電動勢和溫度差電位的代數和，即，對于(8.2-4)選定的熱電偶，在基準溫度一定的情況下，總熱電動勢成為測定端溫度t的一值函數即EAB(T，T0)=f(T )。 這就是熱電偶測量溫度的基本原理。

本文熱電偶高頻詞： 電勢  測量 

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