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热电偶传感器 热电偶工作原理 热电现象：两种不同材料导线在连接处形成节，如将这两个节分别置于不同的温度下（T0和T1），便会在回路中形成电流。 热电势分为接触电势和温差电势 接触电势：不同材料电子浓度不同，在节点处发生扩散导致电势 　　设：导体A、B的电子浓度分别为NA、NB，则： 　　　　　　　　　　　　　其中：K为波尔兹曼常数 　　　　　　　　　　　　　　　　T为结点所处温度 　　若NA NB ，则eAB(T)0,反之亦然。故：电子浓度高的材料电位高。 温差电势：同一种金属导体，由于二头的温度不同，电子从高温段向低温段扩散，高温处带正电。 　　　　　　　　　　　　σA与T0、T有关，汤姆逊系数，表示导体两端单位温度差时产生的电势 。 　　若TT0，则eAB(T)0，反之亦然。 热电偶传感器 接触电势与温差电势的性质 回路总电势 　讨论： ①热电偶的材料相同时，EAB(T,T0)=0 　　　　②热电偶的两个节点所处的温度相同时 ， EAB(T,T0)=0 　所以形成热电势的两个必要条件： 　　　　①两种导体的材料不同②节点所处的温度不同　 热电偶传感器 热电偶基本定律 ①均质导体定律：热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成。 ②中间导体定律：在热电偶测温回路内，接入第三种导体时，只要第三种导体的两端温度相同，则对回路的总热电势没有影响，即热电偶接过渡（中间）导体（传感器引出）时，总回路电势不变。（测量引线）　 ③中间温度定律：在热电偶测温回路中，tc为热电极上某一点的温度，热电偶AB在接点温度为t、t0时的热电势eAB(t,t0)等于热电偶AB在接点温度t、tc和 tc、t0时的热电势（温度补偿）　 常用热电偶 铂铹—铂热电偶，特点：精度高，〈1300°C 镍铬—镍硅热电偶，特点：线性好，-50~1300°C，价格低 镍铬—铐铜热电偶，特点：灵敏度高，常温测量，-50~500°C，价格低 钨铼10—钨铼20热电偶，特点：精度高，测高温、~2000°C，成本高 热电偶传感器 热电偶的温度补偿 标准测量时，T=0°C，但实际应用时较难实现。常用方法为电位补偿法。补偿电路置于变化的温度环境（tn）中，调整R使E(tn，to)=UA，一般t0=0°C,Rt为正温度系数电阻。 当tn↑,UA↑以补偿U(t,tn)的下降 热电阻传感器 原理：导体的ρ随温度T变化。 特点：灵敏度低，精度高，宜用于常温和低温测量。 对导体材料的要求：理化性能稳定，ρ随T的变化大，线性好。常用：铂、铜。 半导体热敏电阻传感器 特点：灵敏度高，A系数是金属的10～100倍；响应速度快；非线性大；互换性、稳定性差 分类：负温度系数；正温度系数（常用于温度补偿电路中） 集成温度传感器（半导体PN结电压随温度变化） * * A B T T0 V+ R R1 Rt tn UA T:测量温度 E(t,t0) C C B A