熱電偶的工作原理(熱電偶原理)

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1、熱電偶的工作原理（熱電偶原理）什么叫熱電偶？這就耍從熱電偶測溫原理說起，熱電偶是一種感溫元件,是一次儀表，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基木原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會冇電流通過，此時(shí)兩端Z間就存在Sccbcck電動(dòng)勢——熱電動(dòng)勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0°C吋的

2、條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屈接入回路屮的影響。因此，在熱電偶測溫時(shí)，可接入測量儀表，測得熱電動(dòng)勢后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。B：熱電偶工作原理：兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成冋路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在冋路屮就會產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀

3、表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢,應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：1：熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)；2：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差冇關(guān)；3：當(dāng)熱電偶的網(wǎng)個(gè)熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。常用的熱屯偶材料有：熱電偶分度號熱電極材料正極

4、負(fù)極S鈉鎧10純鈉R鈉錯(cuò)13純鈉B鈉鎧30鈉鋰6K鐮銘鐮硅T純銅銅鐮J鐵銅鎳N鎳鉆硅鎳硅E鎳鉆銅銀1821年，德國物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)，在兩種不同的金屬所組成的閉合冋路屮，當(dāng)兩接觸處的溫度不同時(shí)，回路中會產(chǎn)生一個(gè)電勢，這就是熱電效應(yīng),也稱作“塞貝克效應(yīng)（Seebcckeffect）”。ThomasJohannSeebeck（1780?1831）（發(fā)現(xiàn)者）托馬斯?約翰?塞貝克（也冇譯做“西伯克”）1770年生于塔林（當(dāng)時(shí)隸屬于東普魯士，現(xiàn)為愛沙尼亞首都）。塞貝克的父親是一個(gè)具有瑞典血統(tǒng)的德國人，也許正因?yàn)槿绱?，他鼓?lì)兒子在他曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的柏林大學(xué)和哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。

5、1802年，塞貝克獲得醫(yī)學(xué)學(xué)位。由于他所選擇的方向是實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)中的物理學(xué)，而且一生中多半時(shí)間從事物理學(xué)方面的教育和研究工作，所以人們通常認(rèn)為他是一個(gè)物理學(xué)家。畢業(yè)后，塞貝克進(jìn)入耶拿大學(xué)，在那里結(jié)識了歌德。德國浪漫主義運(yùn)動(dòng)以及歌徳反對牛頓關(guān)與光與色的理論的思想，使塞貝克深受影響，此后長期與歌徳一起從事光色效應(yīng)方面的理論研究。塞貝克的研究重點(diǎn)是太陽光譜，他在1806年揭示了熱量和化學(xué)對太陽光譜屮不同顏色的影響，1808年首次獲得了氨與氧化汞的化合物。1812年，正當(dāng)塞貝克從事應(yīng)力玻璃中的光偏振現(xiàn)象時(shí)，他卻不曉得另外兩個(gè)科學(xué)家布魯斯特和比奧已經(jīng)搶先在這一領(lǐng)域里有了發(fā)現(xiàn)。

6、1818年前后，塞貝克返冋柏林大學(xué)，獨(dú)立開展研究活動(dòng)，主要內(nèi)容是電流通過導(dǎo)體吋對鋼鐵的磁化。當(dāng)吋，阿雷格（Arago）和大衛(wèi)（Davy）才發(fā)現(xiàn)屯流對鋼鐵的磁化效應(yīng)，貝塞克對不同金屬進(jìn)行了人量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了磁化的熾熱的鐵的不規(guī)則反應(yīng)，也就是我們現(xiàn)在所說的磁滯現(xiàn)象。在此期間，塞貝克還曾研究過光致發(fā)光、太陽光譜不同波段的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、偏振，以及電流的磁特性等等。1820年代初期，塞貝克通過實(shí)驗(yàn)方法研究了電流與熱的關(guān)系。1821年，塞貝克將兩種不同的金屈導(dǎo)線連接在一起，構(gòu)成一個(gè)電流回路。他將兩條導(dǎo)線首尾相連形成一個(gè)結(jié)點(diǎn)，他突然發(fā)現(xiàn)，如果把英屮的一個(gè)結(jié)加熱到很高的溫度

7、而另一個(gè)結(jié)保持低溫的話，電路周圍存在磁場。他實(shí)在不敢相信，熱量施加于兩種金屬構(gòu)成的一個(gè)結(jié)吋會有電流產(chǎn)牛，這只能用熱磁電流或熱磁現(xiàn)象來解釋他的發(fā)現(xiàn)。在接下來的兩年里時(shí)間（18222?1823）,塞貝克將他的持續(xù)觀察報(bào)告給普魯士科學(xué)學(xué)會，把這一發(fā)現(xiàn)描述為“溫差導(dǎo)致的金屈磁化”o賽貝殼的實(shí)驗(yàn)儀器，加熱其中一端時(shí)，指針轉(zhuǎn)動(dòng)，說明導(dǎo)線產(chǎn)生了磁場塞貝克確實(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了熱電效應(yīng)，但他卻做出了錯(cuò)誤的解釋：導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場的原因，是溫度梯度導(dǎo)致金屬在一定方向上被磁化，而非形成了電流?？茖W(xué)學(xué)會認(rèn)為，這種現(xiàn)象是因?yàn)闇囟忍荻葘?dǎo)致了電流，繼而在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁場。對于這樣的解釋，塞貝克十分

8、惱火，他反駁說，科學(xué)家們