第10章 热电偶传感器(热电式)

热电式传感器的原理和应用一、热电式传感器的原理热电式传感器是一种使用热电效应来测量温度的传感器。

它利用了热电效应在两个不同材料接合处产生的温度差，从而生成一个电压或电流信号，用于测量温度。

1. 热电效应的基本原理热电效应是指两个不同材料的接触处由于温度差异而产生的电势差。

根据这个原理，热电式传感器通常由两种不同材料的导线或导体构成。

2. 热电偶原理热电偶是热电式传感器的一种常见类型，它由两根不同材料的导线通过焊接连接而成。

当一个导线的接触处受到热源的加热时，会产生一个电势差，这个电势差与温度成正比。

通过测量这个电势差，可以间接测量热源的温度。

3. 温度与电势差的关系热电偶的电势差与温度之间的关系可以通过热电势-温度特性曲线来描述。

每种材料的热电性质都不同，因此每根导线的热电特性也不同。

通过测量两个导线的电势差，可以确定温度的值。

二、热电式传感器的应用热电式传感器由于其简单、可靠的原理，被广泛应用于温度测量以及其他相关领域。

1. 工业自动化在工业自动化中，热电式传感器常用于测量各种流体、气体以及固体的温度。

它可以实时监测温度变化，并与控制系统相连，实现温度的自动调控。

2. 热处理过程热电式传感器在热处理过程中起到关键作用。

通过测量加热炉、熔炉等设备的温度，可以确保热处理过程的准确性和稳定性。

3. 医疗设备热电式传感器在医疗设备中也有广泛应用。

例如，体温计和血糖仪等便携式医疗设备都采用了热电式传感器来测量体温和血糖水平。

4. 环境监测热电式传感器还可以用于环境监测。

例如，测量室内和室外温度、湿度等参数，可以帮助调节室内环境，提供舒适的生活和工作环境。

结论热电式传感器是一种常见且有效的温度测量工具。

它利用热电效应的原理，通过测量热源产生的电势差来间接测量温度。

热电式传感器应用广泛，在工业自动化、热处理过程、医疗设备和环境监测等领域都有重要作用。

热电式传感器的原理和应用对提升生活和工作环境的舒适性，以及保证工业生产过程的准确性和稳定性都起到了关键作用。

热电偶式温度传感器工作原理《热电偶式温度传感器工作原理》1. 引言嘿，你有没有想过在一些高温的工业环境里，人们是怎么准确知道温度的呢？或者说，你家烤箱里的温度又是怎么被精确测量的呢？今天呀，咱们就来一起深入了解一下热电偶式温度传感器的工作原理，从它最基础的概念到各种各样的应用，都会给大家讲得明明白白的。

这篇文章呢，会先给大家讲讲基本概念和理论背景，然后深入剖析它的运行机制，再说说在日常生活和高级技术领域的应用，还会聊聊大家常见的一些误解以及一些相关的趣味知识，最后来个总结和展望。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景热电偶式温度传感器，说白了，就是一种利用热电效应来测量温度的装置。

那什么是热电效应呢？这就得追溯到1821年，塞贝克发现了这个有趣的现象。

当两种不同的导体或者半导体A和B组成一个闭合回路的时候，如果两个接点的温度不同，那么在这个回路里就会产生电动势，这个电动势就叫做热电势，这种现象就是热电效应。

就好比两个人跑步，一个在平坦的路上跑，一个在有点坡度的路上跑，他们的速度就会不一样，这个不同就像热电势一样产生了。

这两种不同的导体或者半导体的组合就叫做热电偶。

2.2运行机制与过程分析咱们来具体说说它是怎么工作的。

假设我们有一个热电偶，它的两个接点，一个叫测量端（也叫热端），另一个叫参考端（也叫冷端）。

当测量端的温度发生变化的时候，因为热电效应，就会产生热电势。

这个热电势的大小呢，和测量端与参考端的温度差是有关系的。

就像我们用一个弹簧秤去称东西，东西越重，弹簧的形变就越大，这里温度差越大，热电势也就越大。

举个例子，如果我们把热电偶的测量端放在一个正在加热的锅里，参考端放在室温环境下，随着锅里温度的升高，热电势就会不断变化。

这个热电势可以通过测量电路测出来，然后根据热电势和温度差的关系（这个关系是事先确定好的，就像我们知道某种尺子上的刻度和长度的对应关系一样），就可以算出测量端的温度了。

3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用在日常生活中，热电偶式温度传感器也很常见呢。

热电传感器①热电式传感器介绍热电式传感器是一种将温度变化转换为电量的装置。

它是利用某些材料或元件的性能随温度变化的特性来进行测量的。

例如将温度变化转换为电阻、热电动势、热膨胀、导磁率等的变化，再通过适当的测量电路达到检测温度的目的。

按照测温方法的不同，热电式传感器分为接触式和非接触式两大类。

②热电式传感器应用热电传感器主要应用于对温度的检测，广泛应用于冶金，锻造，化工，电子，环境监测，温控等领域。

③热电式传感器分类3.1 接触式热电传感器3.1.1 热电偶温度传感器热电偶温度传感器的工作原理基于材料的热电效应：两种不同材料的导体（或半导体）组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，在该回路中就会产生电动势。

如图1所示图1 热电偶式传感器热偶式传感器的影响因素取决于材料和接点温度，与形状、尺寸等无关，两热电极相同时，总电动势为0，两接点温度相同时，总电动势为0。

对于已选定的热电偶，当参考端温度t0恒定时，eAB(t0)=c为常数，则总的热电动势就只与温度t成单值函数关系，即：可见，只要测出eAB（T,T0）的大小，就能得到被测温度t，这就是利用热电偶测温的原理。

表1为常用的电偶材料搭配及性能指标。

表1 常用的电偶材料及性能指标热偶名称适用温度（1型）允许差值铜-铜镍-40~350℃0.5℃镍铬-铜镍-40~800℃ 1.5℃铁-铜镍-40~750℃ 1.5℃铂铑-铂0~1100℃ 1.5℃热电偶式传感器的缺点:体积大，灵敏度低。

热电偶式传感器的优点:寿命长，抗干扰能力好，测温范围宽。

3.1.2 热电阻温度传感器热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。

目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。

典型的热阻式传感器如图2所示。

表2给出了铜热电阻的分度表。

图2 热电阻式温度传感器表2 铜热电阻分度表（R=50欧）温度/℃-5-4-3-2-10 10 20 30 40 50电阻/Ω39.24 41.443.5545.747.8550.052.1445.2856.4258.5660.70温度/℃67890 101112131415电阻/Ω62.84 64.9867.1269.2671.473.5475.6877.8379.9882.13热电阻式温度传感器的优点:电阻温度系数大，灵敏度高；电阻率高，热惯性小；结构简单。