熱電偶溫度傳感器是目前接角式特別工業(yè)控溫系統(tǒng)中，測(cè)溫中應(yīng)用最廣的熱電式傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、測(cè)溫范圍寬、熱慣性小、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。因內(nèi)阻小輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳。
將兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體組成閉合回路，兩種導(dǎo)體鉑爾帖效應(yīng)。兩者之間將產(chǎn)生一個(gè)熱電勢(shì)，在回路形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。分析表明，熱電效應(yīng)產(chǎn)生的熱電勢(shì)由接角電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分組成。
當(dāng)兩種金屬接角在一起時(shí)，由于不同導(dǎo)體的自由電子密度不同。在結(jié)點(diǎn)處就會(huì)發(fā)生電子遷移擴(kuò)散。失去電子的金屬呈正電位，得到自由電子的金屬呈負(fù)電位。當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)，在兩種金屬的接角處形成電勢(shì)，稱(chēng)為接觸電勢(shì)即鉑爾帖效應(yīng)。其大小除與兩種金屬的性質(zhì)有關(guān)外，還與結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)。
對(duì)于任何一個(gè)金屬，當(dāng)其兩端溫度不同時(shí)，兩端的自由電子濃度也不同。溫度高的一端濃度大，具有較大的功能。溫度低的一端濃度小，動(dòng)能也小。因此，沒(méi)溫端的自由電子要向低溫端擴(kuò)散，最后同樣要達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，高溫端失去電子而帶正電，而低溫端得到電子帶負(fù)電，從而在兩端形成溫差電勢(shì)，又稱(chēng)為湯姆森電勢(shì)。其大小與金屬材料的性質(zhì)和兩端的溫差有關(guān)。應(yīng)該指出的是，在金屬中自由電子數(shù)目很多，以致溫度不能顯著地改變它的自由電子濃度，所以在同一種金屬內(nèi)的溫差電勢(shì)極小，可以忽略。因此，在一個(gè)熱電偶回路中起決定作用的是兩個(gè)接點(diǎn)處產(chǎn)生的與材料性質(zhì)和該點(diǎn)所處溫度有關(guān)的接觸電勢(shì)。
總之，熱電偶是一種感溫元件，它把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過(guò)電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電溫度計(jì)是由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線及測(cè)量?jī)x表構(gòu)成的。其中熱電偶是敏感元件，它由兩種不同的導(dǎo)體連接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)測(cè)量端與儀表接線端的溫度不同時(shí)，由于熱電效應(yīng)，回路中就會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)幾到幾十毫伏的熱電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量端在測(cè)量時(shí)被置于測(cè)量場(chǎng)所，故稱(chēng)工作端。另外則要求恒定在某一溫度下儀表兩端，故稱(chēng)為參考端或自由端。兩種不同材料的導(dǎo)體所組成的回路稱(chēng)為熱電偶。組成熱電偶的導(dǎo)體稱(chēng)為極。熱電偶所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電動(dòng)勢(shì)。勢(shì)電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中，置于溫度為t的被測(cè)對(duì)象中的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為測(cè)量端，又稱(chēng)為工作端或熱端，而置于參考溫度為t的被測(cè)對(duì)象的另一結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為參考端，又稱(chēng)自由端冷端。
|
當(dāng)前位置：
