热工测量仪表PPT 热电偶[可修改版ppt]

一、热电现象和热电偶温度计 1.热电偶：两种不同材料的导体（或半导体）A和B
组成闭合回路。A、B是热偶丝，也叫热电极。 2. 热电势：热电偶放在被测对象中，两端温度不同
时，会产生的电动势 3. 热电流：回路中通过的电流 4.热端（工作端）、冷端（自由端）：感受温度变化
的那端称为或热端，另一端称为或冷端。 这种物理现象称为热电现象。
二、热电偶的三条基本定律
2 中间导体定律
7）推论2的证明
+A
t
EAC
t0 EAC(t, t0)＋ ECB(t, t0)
C +C
t0 =eAC(t)+ eCB(t) + eBA(t0)
t
ECB
B
所以
t0 因为 eAC(t)+ eCB(t) + eBA(t)＝0
EAC(t, t0)＋ ECB(t, t0) =eAB(t)+ eBA(t0)= EAB(t, t0)
二、热电偶的三条基本定律
3 中间温度定律
1）定律内容： 热电偶在两接点温度t1、t3时的热电 动势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3 的两支同 性质热电偶的热电动势的代数和。
+A
+A
t1
E1
t2
E2
t3
B
B
EAB(t1, t2)＋ EAB(t2, t3)
= eAB(t1)+ eBA(t2)+ eAB(t2) + eBA(t3)
三种导体的两接点温度相同，对回路中总热 电势无影响。 ❖推论2:
二、热电偶的三条基本定律 2 中间导体定律
3)推论1用途: 1)连接显示仪表的两个接点温度相同， 则不影 响热电偶电势
2）也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液 态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
二、热电偶的三条基本定律 2 中间导体定律
(4）推论1证明： 1）第一种连接方式
B t1 C t1 B
t
t0
A (a)
EABC(t,t1,t0)=eAB(t)+ eBC(t1) + eCB(t1)+ eBA(t0)
= eAB(t)－eAB (t0)
= EAB(t,t0)
二、热电偶的三条基本定律 2 中间导体定律 (4）推论1证明
2）第二种连接方式
2）为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。
1 测温时，其冷端温度要求恒定（？），如直接满 足此条件，热电偶冷端直接延伸放到恒温的地方， 热电偶很长，价格较高。
2 用补偿导线连接到热电偶的冷端，延伸至恒定冷 端温度，在达到冷端温度恒定要求的同时，降低 造价。
二、热电偶的三条基本定律 3 中间温度定律 3）补偿导线的分类
5)推论2：如果两种导体A,B对另一种导
体C的热电势已知，则这两种导体组成
热电势=是它们对参考导体热电势的代
数和。
A+
EA(Bt0,)EA(Ct0,)ECB(t,t0)
t
EAC
C +C
t
ECB
+BA
t0 6）推论2的用途：
（1）已知热电极与标 t0 准铂电极配对的热电源自势，任何两种热电极t
EAB
B
t0 配对的热电势可知。
E A B ( t , t 0 ) [ A B ( t ) A ( t ) A ( t 0 ) A B ( t 0 ) B ( t ) B ( t 0 ) ]
E A(B tt0 ), e A(B - te ) A(B 0 ) t
一、热电现象和热电偶温度计 6.热电势的工作原理
热电势的工作原理：某只热电偶，如果使冷端温 度t0保持不变，则热电动势便成为热端温度t的 单一函数。即，
EA B(t,t0)eA B(t)-C
故测量热电势的大小就可以反映温度的数值
二、热电偶的三条基本定律
均匀导体定律、 中间导体定律、 中间温度定律 1. 均匀导体定律 1）定律内容：由一种均匀导体（或半导体）组
热工测量仪表PPT 热电偶
第一节热电偶温度计 主要内容
❖第一节 热电现象和关于热电偶的基本定 律
❖第二节 标准化和非标准化热电偶
❖第三节 热电偶的冷端温度补偿问题
❖第四节 热电偶的校验
一、热电现象和热电偶温度计 二、热电偶的三条基本定律
热电偶：范围100－16000C, 温度信号变成电信号，远传。
由温差电势和接触电势组成
1）温差电势：一根导体两端温度不同产生的热电 动势
✓原因：
eA
eA A(t) A(t0)
一、热电现象和热电偶温度计 5. 热电势的产生原因： 2）接触电势：两种不同导体A、 B接触时产生原因
AB (t)
一、热电现象和热电偶温度计 5. 热电势的产生原因：
3)回路总电动势：A的电子密度大于B，t>t0， 则回路中存在着四个电势,
分为补偿型和延伸型
❖ 补偿型的材料与对应的热电偶不同，价格便 宜，但在低温下热电性质相同
❖延伸型的材料与对应的热电偶相同，但准确 度要求略低
热电偶的工作原理
先看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
左端称为：
测量端
A
（工作端、
热端）
热电势
热电极B
右端称为： 自由端 （参考端、 冷端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
➢上述现象称为热电现象，1821年赛贝克发现的， 也称赛贝克效应
一、热电现象和热电偶温度计 5. 热电势的产生原因：
= eAB(t1) + eBA(t3) = EAB(t1, t3)
t1
+A E3=E1+E2
B
t3
二、热电偶的三条基本定律
3 中间温度定律
2)定律的应用：
1）为热电偶热电势－温度关系分度奠定了理论基础。
已知热电偶在某一给定冷端温度下，电压对应的 温度值，另外冷端温度下，电压应对应什么温度？ （修正解决）
EABC(t,t1,t0)=eAB(t)+ eBC(t0) + eCA(t0)
若设t＝t1＝t0 ，则根据本定律有
eAB(t0)+ eBC(t0) + eCA(t0) ＝0
EABC(t,t1,t0)=eAB(t)- eAB(t0)=EAB(t,t0)
t0
B
t1 C
t
t0
A
(a)
二、热电偶的三条基本定律 2 中间导体定律
成的闭合回路，不论温度如何分布，都不能产 生电动势。 2）定律推论 ❖（1)热电偶必须由两种不同材料组成 ❖（2)由一种材料组成的闭合回路存在温差时，
如回路有热电势，则材料不均匀
二、热电偶的三条基本定律
2 中间导体定律 1）定律内容：不同材料组成的闭合回路中，若各
种材料接触点的温度都相同，则回路中热电势 的总和等于零。 2）定律推论 ❖推论1：在热电偶回路接入第三种导体，若第