電子溫度計(jì)原則

熱電溫度計(jì)使用熱電偶作為溫度測(cè)量元件來測(cè)量對(duì)應(yīng)于溫度的熱電動(dòng)力，并且儀表顯示溫度值。廣泛用于測(cè)量-200℃~ 1300℃范圍內(nèi)的溫度。在特殊情況下，可以測(cè)量到2800℃的高溫或4K的低溫。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、精度高、測(cè)溫范圍廣的特點(diǎn)。As 熱電偶將溫度轉(zhuǎn)換成電能進(jìn)行檢測(cè)，溫度測(cè)量和控制以及溫度信號(hào)的放大和轉(zhuǎn)換非常方便，適合遠(yuǎn)程測(cè)量和自動(dòng)控制。在接觸測(cè)溫中，熱電溫度計(jì) zui的應(yīng)用很普遍。
(1) 熱電偶溫度測(cè)量原理
熱電偶溫度測(cè)量原理基于熱電效應(yīng)。
將兩種不同材料的導(dǎo)體a和b串聯(lián)起來，形成一個(gè)閉環(huán)。當(dāng)兩個(gè)觸點(diǎn)1和2的溫度不同時(shí)，如果t > t0，在回路中將產(chǎn)生熱電動(dòng)力，并且在回路中將有一定量的電流。這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)是。塞貝克熱電動(dòng)力&現(xiàn)狀；，縮寫為& ldquo熱電動(dòng)力&現(xiàn)狀；用EAB表示，導(dǎo)體甲和導(dǎo)體乙被稱為熱電極。觸點(diǎn)1通常焊接在一起。測(cè)量時(shí)，它被放置在溫度測(cè)量處以感受測(cè)量的溫度，所以它被稱為測(cè)量端(或工作端的熱端)。觸點(diǎn)2要求恒溫，稱為參考端(或冷端)。一種結(jié)合兩個(gè)導(dǎo)體并將溫度轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)力的傳感器叫做熱電偶。

熱電動(dòng)力由兩個(gè)導(dǎo)體的接觸電勢(shì)(珀耳帖電勢(shì))和單個(gè)導(dǎo)體的熱電電勢(shì)(湯姆遜電勢(shì))組成。熱電動(dòng)力的大小與兩種導(dǎo)體材料的性質(zhì)和接觸溫度有關(guān)。
導(dǎo)體內(nèi)部電子的密度不同。當(dāng)兩種密度不同的導(dǎo)體a電子與b接觸時(shí),電子將在接觸面上發(fā)生擴(kuò)散,電子從高密度導(dǎo)體電子流向低密度導(dǎo)體。電子擴(kuò)散速率與兩個(gè)導(dǎo)體的電子密度相關(guān)，并與接觸區(qū)域的溫度成比例。讓導(dǎo)體a和b的自由電子密度為鈉和鈮，由于鈉>鈮，電子擴(kuò)散，導(dǎo)體a失去電子并帶正電荷，而導(dǎo)體b獲得電子并帶負(fù)電荷，在接觸表面形成電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)阻礙了電子的擴(kuò)散。當(dāng)達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)，在接觸區(qū)域形成穩(wěn)定的電位差，即接觸電位，其大小為公式


(8.2-2)

；& mdash玻爾茲曼常數(shù)，k=1.38倍；10-23J/K；
e & mdash；& mdash電子收費(fèi)金額，E = 1.6倍；10-19℃；
信托基金；& mdash接觸溫度，k。
北美、北美和中東；& mdash導(dǎo)體甲和導(dǎo)體乙的自由電子密度。
導(dǎo)體兩端不同溫度產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。由于溫度梯度的存在，電子的能量分布發(fā)生了變化。高溫端(T)電子將擴(kuò)散到低溫端(T0)，導(dǎo)致高溫端失去電子正電荷，低溫端失去電子負(fù)電荷。因此，在同一導(dǎo)體的兩端也產(chǎn)生電勢(shì)差，并且電子被防止從高溫端擴(kuò)散到低溫端，因此電子擴(kuò)散以形成動(dòng)平衡。此時(shí)建立的電勢(shì)差稱為溫差勢(shì)或湯姆遜勢(shì)，其與溫度的關(guān)系在公式&sigma中為[/比爾/][/比爾/](8.2-3)[/比爾/][/比爾/][/比爾/]；湯姆遜系數(shù)(Thomson coefficient)，表示1℃溫差產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，與材料性質(zhì)和兩端溫度有關(guān)。由導(dǎo)體a和b 熱電偶組成的
閉合電路在兩個(gè)觸點(diǎn)處具有兩個(gè)接觸電勢(shì)eAB(T)和eAB(T0)，并且因?yàn)閠 > t0，導(dǎo)體a和b中也分別存在溫差電勢(shì)。因此，閉環(huán)總溫差電動(dòng)勢(shì)EAB(T，T0)應(yīng)為接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即所選熱電偶的

(8.2-4)

，當(dāng)參考溫度恒定時(shí)，總溫差電動(dòng)勢(shì)成為測(cè)得的終端溫度T的單值函數(shù)，即EAB(T，T0)=f(T)。這是熱電偶測(cè)量溫度的基本原理。

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