2020-10-28 13:19:07 由 admin 发表
热电偶温度传感器的原理是什么?
热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。
热电偶温度传感器属于接触式温度传感器,也是一种热电型温度传感器。将物理量温度转换为电势信号,此信号比较微弱属于毫伏级电势信号。最后要配温控仪表或变送器才能实现温度测量及温度信号转换。其原理很简单,基本原理是热电效应。把两种不同材料的导体首尾相连,只要两个节点的温度不同,在此回路中即可产生热电势,则形成热电流,这就是热电效应。
一支成型的热电偶,它只焊接了一个节点,也就是其工作端或测量端,也称为热端。未焊接的一端也就是其接线处,称之为自由端或参考端,也称为冷端。因此。只要热端与冷端之间温差越大,其输出的热电势越大,将数字万用表串联在回路中,就能明显看到电势在不断的变化。
上面说到其用到两种不同材料的导体首尾相连,当两种导体接触时,导体内的电子会电子会扩散。又因为导体内的自由电子密度不同,所以导体内自由电子密度高的会向电子密度低的导体扩散。于是,导体内自由电子密度高的失去电子而带正电位,得到扩散过来的自由电子导体而带负电位。当扩散达到动态平衡时,在回路中就有电位差形成,也就是接触电动势。由此可知,当工作端的温度越高,导体内自由电子扩散会越剧烈,达到新的动态平衡时回路中的电位差也越高。总得来说,热电偶的总电动势不仅与导体内自由电子密度有关,还与两个节点的温度有关,而导体内自由电子密度又取决于导体材料的特性。
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