时间: 2025-12-20 08:27:08 | 作者: 铸铝、铸铁加热器
说明：当在原来热电偶回路中分别引入与导体材 传料A、B同样热电特性的材料A′、B′(如图)即引入所谓 感补偿导线)，则回路总电动势为
器 与 EAB=EAB(T1)–EAB(T0) 检 测 只要T1、T0不变，接入 AˊBˊ后不管接点温度T2如何变化， 技 传感器与检测技术 术 都不影响总热电势。这便是引入补偿导线 —— 导体 B 在结点温度为 T0 时的电子密度；
A —— 导体 A 的汤姆逊系数； B —— 导体 B 的汤姆逊系数。
由于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度 的影响很小，故温差电动势可忽略不计，在热电偶回 路中起最大的作用的是接触电动势。NAT和NAT0可记做NA， 传感器与检测技术 NBT和NBT0可记做NB ，则 有
回路中所产生的电动势，叫热电势。热电势由两 部分所组成，即温差电势和接触电势。
传感器与检测技术 (T) —— 导体A、B结点在温度 T 时形成的接触电动势；
★ 只有当热电偶两端温度不同，热电偶的两导 体材料不同时才能有热电势产生。
★ 导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶 传感器与检测技术 两端的温度有关。如果使 EAB(T0)=常数， 则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关， 而且是T 的单值函数，这是利用热电偶测 温的原理。 E (T , T ) E (T ) E (T )
化学性能稳定，以保证在不同介质中测量时不被腐 蚀； 传感器与检测技术
热电势高，导电率高，且电阻温度系数小； 便于制造； 复现性好，便于成批生产。
工业用热电偶丝： Φ1.2~2.5mm，实验室用可细些。 正极：镍铬合金(用88.4～89.7％镍、9～10％铬，0.6 ％硅，0.3％锰，0.4～0.7％钴冶炼而成)。 负极：镍硅合金(用95.7～97％镍,2～3％硅,0.4～0.7％ 钴冶炼而成)。 传感器与检测技术 测量温度：长期1000℃，短期1300℃。 特点：
NAT0 —— 导体 A在结点温度为 T0 时的电子密度； NBT —— 导体 B 在结点温度为 T 时的电子密度；
例1. 用镍铬-镍硅热电偶测某一水池内水的温度，测出 的热电动势为2.436mV。再用温度计测出环境和温度为 30℃(且恒定)，求池水的线 1000
工业用热电偶丝：Φ0.5mm，实验室用可更细些。 正极：铂铑合金丝,用90％铂和10％铑(重量比)冶炼而成。 负极：铂丝。 测量温度：长期：1300℃、短期：1600℃。 传感器与检测技术 特点： 材料稳定性很高，测量准确度较高；可做成标准热电偶或 基准热电偶。用途：实验室或校验其它热电偶。 测量温度比较高，一般用来测量1000℃以上高温。 在高温还原性气体中（如气体中含CO、H2等）易被侵蚀， 需要用保护套管。 材料属贵金属，成本比较高。 热电势较弱。 28
动势； — 高低端的绝对温度； — 汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差 为1℃时所产生的温差电动势，例如在 0℃时，铜的σ =2μV/℃。 11
例2.热端为100℃、冷端为0℃时，镍铬合金与纯 铂组成的热电偶的热电动势为2.95mV，而考铜与 纯铂组成的热电偶的热电动势为-4.0mV，求镍铬
一、热电偶测温原理 温差热电偶（简称热电偶）是目前温度 测量中使用最普遍的传感元件之一。 它除具有结构相对比较简单，测量范围宽、准确 度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远 传感器与检测技术 传或信号转换等优点外，还能用来测量流体 的温度、测量固体以及固体壁面的温度。 微型热电偶还可用于快速及动态温度的 测量。
如果两导体分别与第三种导体组成的热电偶所 产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的 热电偶所产生的热电动势也可知 作业：证明
由导体材料 A 、 B 组成的闭合回路，其接 点温度分别为 T、T0 ,如果 T ＞ T0 ，则必存在 着两个接触电势和两个温差电势，回路总电势：
四、热电偶回路的性质（基本定律） 1. 均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论 其导体是不是真的存在温度梯度，回路中没有电流 ( 传感器与检测技术 即不产生电动势)； 反之，如果有电流流动，此材料则一定 是非均质的，即热电偶一定要采用两种不同材 料作为电极。
中间导体定则： 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种 导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动 势不变 传感器与检测技术 C
廉价金属 普通工业类 铁－康铜、铜－康铜、镍铬 直形、角形、锥形 －考铜、 …… 专用类 贵重金属 铂铑10－铂、铂铑传感器与检测技术 10－铂铑6 难熔金属 钨铼系、钨钼系、…… 非金属 二碳化钨－二碳化钼、石墨 ＝碳化物 ……
电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同 的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动 时，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运 传感器与检测技术 动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热 的形式吸收或放出
如果不同的两种导体材料组成热电偶回路 ,其接点 温度分别为 T1 、 T2( 如图所示 ) 时 , 则其热电势为 EAB(T1, T2)；当接点温度为T2、T3时，其热电势为EAB(T2, T3)； 当接点温度为T1、T3时，其热电势为EAB(T1, T3)，则
1821年，德国物理学家 塞贝克发现，在两种不 同的金属所组成的闭合 回路中，当两接触处的 温度不同时，回路中会 传感器与检测技术 产生一个电势，这就是 热电效应，也称作“塞 贝克效应（Seebeck effect）”。
★ 热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及 两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。 ★ 只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合 传感器与检测技术 成热电偶；相同材料不会产生热电势，因为 当A、B两种导体是同一种材料时， ln (NA/NB) = 0
