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热电式传感器热电偶传感器热电阻传感器热敏电阻传感器教学基本要求和重点?掌握有关热电偶基本概念?掌握热电偶传感器的基本工作原理?掌握热电偶的基本定律、基本类型、温度补偿方法、使用热电偶的测温方法?会使用分度表几个有趣的效应?塞贝克( Seeback )效应?帕尔帖(peltire) 效应?汤姆逊效应( Thomson effect ) 塞贝克( Seeback )效应: ?1821 年,德国物理学家发现,将两种不同的金属导体接成闭合回路时,如果将它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中,则电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克效应,这样的电路叫做温差电偶,产成电流的电动势叫做温差电动势。?例如:铁与铜的冷接头为 1℃,热接头处为 100 ℃, 则有 毫伏的温差电动势产生。帕尔帖(peltire) 效应?1834 年巴黎的钟表匠帕尔帖发现了塞贝克效应的逆效应。当电流流过两种不同导体的界面时,将从外界吸收热量,或向外界放出热量。?对帕尔帖效应的物理解释是:电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时, 从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。汤姆逊效应( Thomson effect ) ?1856 年,汤姆逊对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析,并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。认为,在绝对零度时, 帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。?在此基础上,他又从理论上预言了一种新的温差电效应,即当电流在温度不均匀的导体中流过时, 导体除产生不可逆的焦耳热之外,还要吸收或放出一定的热量(称为汤姆逊热)。或者反过来,当一根金属棒的两端温度不同时,金属棒两端会形成电势差。这一现象叫汤姆逊效应,成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应热电偶传感器 1. 热电偶测温原理热电效应:两种不同材料的导体(或半导体)组成一个闭合回路,当两接触端温度 T>T 0 时,则在该回路中就会产生电动势的现象。热电势、热电偶、热电极热端(测量端或工作端)、冷端(参考端或自由端) 热电偶:两接触端温度 T>T0时,回路中产生热电势。热电势 E AB是由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定。接触电动势接触电动势的数值取决于两种不同导体的材料特性和接触点的温度。两接点的接触电动势 e AB(T)和e AB(T 0)可表示为含义:由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。?????? ln A ABB n t kt E t e n t ??????? 0000 ln A ABB n t kt E t e n t ? k为波尔兹曼常数 k= (24) × 10 ? 23 J/K 同一导体的两端因其温度不同而产生的一种电动势。温差电势表示: 温差电动势机理:高温端的电子能量要比低温端的电子能量大, 从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多,结果高温端因失去电子而带正电,低温端因获得多余的电子而带负电,在导体两端便形成温差电动势。表示汤姆逊系数,即温度为一度时电动势的值