传感器与自动检测技术演示教程第14章 热电式传感器

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第 8 章 热电式传感器
8.1 热电偶传感器
8.2 热电阻传感器
8.3 热敏电阻传感器
教学基本要求和重点
掌握有关热电偶、热电阻和热敏电阻的基本
概念
掌握三类热电式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
掌握热电阻的内部引线方式及其适用场合
掌握热敏电阻的电阻－温度特性
会使用分度表
8.1 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，当两接点温度 T和T0不同时，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）
热电偶回路
A
B
( )
AB
e T
0
( )
AB
e T
0
( , )
A
e T T
0
( , )
B
e T T
T
0
T
热电偶测温系统简图
接触电动势
0
0
0
0
( ) 1
( ) 1
A
AB
B
A
AB
B
N
KT
e T n
q N
KT N
e T n
q N
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 eAB(T)和eAB （T0）可表示为
A B
＋
＋
＋
－
－
－
A B
n n
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。
同一导体的两端因其温度不同而产生的一种
电动势。
0
0
( , )
( , )
A
B
e T T
e T T
大小表示：
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。
热电偶回路中产生的总热电势
eAB(T, T0)=eAB(T)＋eB(T,T0)－eAB(T0)－eA(T,T0)
忽略温差电动势，热电偶的热电势可表示为： ˜
0 0 0
0
( , ) ( ) ( ) ( ) ln
A
AB AB AB
B
n
k
e T T e T e T T T
q n
 
•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 eAB(T,T0)=eAB(T)－c=f(T)
可见：只要测出
eAB
（
T
,
T
0）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。
讨论
热电偶的分度表
不同金属组成的热电偶，温度与热电动势之间有
不同的函数关系，一般通过实验的方法来确定，
并将不同温度下测得的结果列成表格，编制出热
电势与温度的对照表，即分度表。
供查阅使用，每 10℃ 分档 。中间值按内插法计
算。
摘要：

第8章热电式传感器8.1热电偶传感器8.2热电阻传感器8.3热敏电阻传感器教学基本要求和重点掌握有关热电偶、热电阻和热敏电阻的基本概念掌握三类热电式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掌握热电阻的内部引线方式及其适用场合掌握热敏电阻的电阻－温度特性会使用分度表8.1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，当两接点温度T和T0不同时，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）热电偶回路AB()ABeT0()ABeT0(,)A...

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