第7章 热电式传感器
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第章热电式传感器-PPT精选
第7章 热电式传感器
概述 温度是诸多物理现象中具有代表性的物理量， 现代生活中准确的温度是不可缺少的信息内容， 如家用电器有：电饭煲、电冰箱、空调、微波炉 这些家用电器中都少不了温度传感器。
第7章 热电式传感器
概述 根据ຫໍສະໝຸດ 用测温物质的不同和测温范围不 同，有煤油温度计、 酒精温度计、水银温 度计、气体温度计、 电阻温度计、温差温 度计、辐射温度计、 光测温度计等等。
B(11 )
RT R0e T T0
B为热敏材料系数
电阻温度系数：
B T2
一般 （ 3~ 为 5） %oC /
第7章 热电式传感器
7.1 热电阻 7.1.2 热敏电阻
2.分类： 正温度系数热敏电阻(PTC)：在测量温度范围内， 其阻值随温度增加而增加。
临界温度系数热敏电阻(CTR)：在临界温度附近 电阻有急剧变化，因此不适于较宽温度范围内的 测量。
7.3 热电偶 7.3.1 热电效应
热电效应:两种不同类型的金属导体两端，分别接在 一起构成闭合回路，当两个结点温度不等（T＞T0) 有温差时，回路里会产生热电势，形成电流。
利用这种效应，只要知道一端结点温度，就可以测 出另一端结点的温度。
第7章 热电式传感器
7.3 热电偶 7.3.1 热电效应 • 固定温度的结点称基准点 （冷端）T0 ，恒定在某一标 准温度； • 待测温度的结点称测温点 （热端）T ，置于被测温度 场中。
IT2I12R VBE
2TKln
qR
若R=358Ω，电路输出温度系数为：
CTddITT 2qK Rln1A/K
电流输出型电路
第7章 热电式传感器
7.2半导体集成温度传感器 7.2.3 AD590集成温度传感器
《热电式传感器》PPT课件
铜丝的电阻值与温度之间的关系
在-50～150℃温度范围内，铜电阻与温度之间的关系为： Rt＝R0(1+At+Bt 2+Ct 3) Rt — 温度为t℃时的铜电阻值 R0 — 温度为0℃时的铜电阻值
A、B、C — 常数 A＝4.28899×10-3/℃ B＝-2.133×10-7/℃2 C＝1.233×10-9/℃3
半导体 热敏电阻 电 阻
铂热电阻
热敏电阻是用半导体材
料制成的热敏器件，与金属 热电阻比较而言，具有温度 系数高，灵敏度高，热惯性 好（适宜动态测量）但其稳 定性和互换性较差。
金属的电阻随温度的升高而
增大，但半导体却相反，它
温度
的电阻值随温度的升高而急
剧减小，并呈现非线性。
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
防水封装铂电阻
核心元件：德国进口精密铂电阻（PT100 PT1000） 元件精度：±0.15℃ (A级) ±0.30℃ (B级) 封装材料：镀镍铜管或不锈钢管 管料尺寸：ø 4 * 25mm 连接线：PVC包胶电缆线（可选择耐高温型的）
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
当热电阻安装 的地方比较远，则 其导线电阻当环境 温度变化时也要变 化，会造成测量误 差。
图中R1、R2、R3 为固定电阻，Rp为 调零电位器
其它热电阻
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
✓ 铁/镍热电阻：电阻温度系数比铂和铜高，电 阻率也较大，可做成体积小、灵敏度高的温 度计，但易氧化，不宜提纯且电阻与温度非 线性，仅用于-50~100℃；用的较少。
铂丝的电阻值与温度之间的关系
在-200～0℃范围内，Rt＝R0[1+At+Bt 2+C(t－100)t 3]
在-50～150℃温度范围内，铜电阻与温度之间的关系为： Rt＝R0(1+At+Bt 2+Ct 3) Rt — 温度为t℃时的铜电阻值 R0 — 温度为0℃时的铜电阻值
A、B、C — 常数 A＝4.28899×10-3/℃ B＝-2.133×10-7/℃2 C＝1.233×10-9/℃3
半导体 热敏电阻 电 阻
铂热电阻
热敏电阻是用半导体材
料制成的热敏器件，与金属 热电阻比较而言，具有温度 系数高，灵敏度高，热惯性 好（适宜动态测量）但其稳 定性和互换性较差。
金属的电阻随温度的升高而
增大，但半导体却相反，它
温度
的电阻值随温度的升高而急
剧减小，并呈现非线性。
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
防水封装铂电阻
核心元件：德国进口精密铂电阻（PT100 PT1000） 元件精度：±0.15℃ (A级) ±0.30℃ (B级) 封装材料：镀镍铜管或不锈钢管 管料尺寸：ø 4 * 25mm 连接线：PVC包胶电缆线（可选择耐高温型的）
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
当热电阻安装 的地方比较远，则 其导线电阻当环境 温度变化时也要变 化，会造成测量误 差。
图中R1、R2、R3 为固定电阻，Rp为 调零电位器
其它热电阻
第七章 热电式传感器 哈尔滨工业大学
✓ 铁/镍热电阻：电阻温度系数比铂和铜高，电 阻率也较大，可做成体积小、灵敏度高的温 度计，但易氧化，不宜提纯且电阻与温度非 线性，仅用于-50~100℃；用的较少。
铂丝的电阻值与温度之间的关系
在-200～0℃范围内，Rt＝R0[1+At+Bt 2+C(t－100)t 3]
热电式传感器的原理和应用
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。
热电式传感器工作原理
热电式传感器是一种常用的温度测量装置，它基于热电效应来实现温度的检测和测量。
其工作原理可以归纳如下：
1.热电效应：热电效应是指当两个不同金属或半导体材料形成一个闭合回路时，在两个接
点处存在温差时会产生电势差。
这种现象称为热电效应，主要有两种类型：塞贝克效应和佩尔丹效应。
2.塞贝克效应：塞贝克效应是指当两种不同金属材料的接点处存在温差时，由于热电效应
产生的电势差。
这个电势差与温差之间的关系是线性的，即温差越大，产生的电势差越大。
3.佩尔丹效应：佩尔丹效应是指当两种不同半导体材料的接点处存在温差时，由于热电效
应产生的电势差。
与塞贝克效应类似，佩尔丹效应也具有线性关系。
4.传感器结构：热电式传感器通常由两种不同金属或半导体材料组成的热电偶或热敏电阻
构成。
其中一个接点暴露于待测温度环境，而另一个接点则与参考温度保持恒定。
当两个接点存在温差时，通过测量产生的热电势差就可以确定温度。
5.信号读取：为了读取热电势差并将其转换为温度值，通常使用热电偶仪表或热敏电阻仪
表。
这些仪器测量和解释由热电效应产生的微弱电信号，并将其转化为相应的温度值。
总结起来，热电式传感器利用热电效应来测量温度变化。
通过测量不同金属或半导体材料之间的热电势差，可以确定温度差异并将其转化为实际温度值。
这种原理使得热电式传感器在许多应用领域中被广泛使用，如工业过程控制、温度监测等。
热电式传感器讲课文档
性。
第三十二页，共69页。
使用补偿导线时注意问题：
补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。 补偿导线只能用在规定的温度范围内（0~100℃）； 热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同；
第章热电式传感器
第一页，共69页。
第一节 热电偶传感器
热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。
优点有： 构造简单,
使用方便,
具有较高的精度、稳定性及复现性好, 温度测量范围宽（100~1600℃）,
在温度测量中占有重要的地位。
第二页，共69页。
一、热电偶测温原理
1、热电偶的结构
图中的闭合回路称为热电偶，导体A和B称为热电偶的热电极。热电 偶的两个接点中，置于被测介质（温度为T）中的接点称为工作端或热端， 置于温度为参考温度T0的一端称为参考端或冷端。
第五页，共69页。
热电偶两接点的接触电势 e A B (和T ) e A B (T大0 )小可表示为 ：
eAB(T )
KT e
ln NAT NBT
eAB(T0)
KT0 e
ln
NAT0 NBT0
式中: K——波尔兹曼常数，k=1.38*10-23J/K; e——单位电荷电量，e=1.6*10-19C;
第十八页，共69页。
（2）参考电极定律 当结点温度为T、 T0时，用导体AB组成的热电偶的热
电势等于AC热电偶和CB热电偶的热电势的代数和。
即： E A B ( T ,T 0 ) E A C ( T ,T 0 ) E C B ( T ,T 0 )
证明过程见课本。
导体C称为标准电极
（一般由铂制成）。
用在许多工业部门中。
第二十七页，共69页。
(3) 薄膜热电偶
第三十二页，共69页。
使用补偿导线时注意问题：
补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。 补偿导线只能用在规定的温度范围内（0~100℃）； 热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同；
第章热电式传感器
第一页，共69页。
第一节 热电偶传感器
热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。
优点有： 构造简单,
使用方便,
具有较高的精度、稳定性及复现性好, 温度测量范围宽（100~1600℃）,
在温度测量中占有重要的地位。
第二页，共69页。
一、热电偶测温原理
1、热电偶的结构
图中的闭合回路称为热电偶，导体A和B称为热电偶的热电极。热电 偶的两个接点中，置于被测介质（温度为T）中的接点称为工作端或热端， 置于温度为参考温度T0的一端称为参考端或冷端。
第五页，共69页。
热电偶两接点的接触电势 e A B (和T ) e A B (T大0 )小可表示为 ：
eAB(T )
KT e
ln NAT NBT
eAB(T0)
KT0 e
ln
NAT0 NBT0
式中: K——波尔兹曼常数，k=1.38*10-23J/K; e——单位电荷电量，e=1.6*10-19C;
第十八页，共69页。
（2）参考电极定律 当结点温度为T、 T0时，用导体AB组成的热电偶的热
电势等于AC热电偶和CB热电偶的热电势的代数和。
即： E A B ( T ,T 0 ) E A C ( T ,T 0 ) E C B ( T ,T 0 )
证明过程见课本。
导体C称为标准电极
（一般由铂制成）。
用在许多工业部门中。
第二十七页，共69页。
(3) 薄膜热电偶
传感器技术课件——热电式传感器
17
A
A
T 证明：
E AB T ， T0
Tm
B B
T0
Tm
E AB T － E AB T0
E AB T － E AB Tm E AB Tm － E AB T0 E AB T ， Tm
E A B T m， T 0
9
由于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度的影响很小，故温 差电动势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势。
E A B (T , T 0 ) E A B (T ) E A B (T 0 ) K (T T 0 ) e ln nA nB
在工程上常用上式来表征热电偶回路的总电势。
如果回路中三个接点的温度都相同，即T＝T0， 则回路总电动势必为零，即：
E A B T0 E B C T0 E C A T0 0
T0 A T
T0 B
即
E B C T0 E C A T0 E A B T0
则
E A B C T ， T0 E A B T - E A B T0 E A B T ， T0
两式相减得：
E AC T ， T0 - E BC T ， T0
E BC T0
E AC T － E AC T0 － E BC T
E AC T － E BC T － E AC T0 － E BC T0
并通常使 T 0 为常数，即 这样回路总热电势就是温度 测量温度带来极大方便。
o
E A B (T , T 0 ) E A B (T ) E A B (T 0 )
第7章热电式传感器案例
4
B
第7章 热电式传感器
§7-1 热电偶
(二) （导体内）温差电势
导体内因两点温度不同，两点产生电势。
机理：导体内自由电子在高温 端具有较大的动能，因而向低 温端扩散，结果高温端因失去 电子而带正电荷，低温端因得 到电子而带负电荷，从而形成 一个静电场。
eA (T , T0 ) dT
- eAB (T0 ) eBC (T0 ) eCA (T0 )
10
第7章 热电式传感器
§7-1 热电偶
二、热电偶基本定律 (一)中间导体定律 右图的热电偶回路总电势为
EABC (T , T0 ) eAB (T ) eBC (T0 ) eCA (T0 ) - AdT BdT
第7章 热电式传感器
热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置。在 各种热电式传感器中，把量转换为电势和电阻的方法最为普遍。 其中：将温度转换为电势的热电式传感器叫热电偶 将温度转换为电阻值的热电式传感器叫热电阻。 ① 温度 电势 放大电路
热电偶 热电阻 热敏电阻
②
温度
电阻
检测电路
1
第7章 热电式传感器
EABC (T , T0 ) eAB (T ) eBC (T0 ) eCA (T0 ) - AdT BdT
T0 T0
T
T
接触电势
温差电势
9
第7章 热电式传感器
§7-1 热电偶
二、热电偶基本定律 (一)中间导体定律
在T=T0时
eAB (T0 ) eBC (T0 ) eCA (T0 ) 0
EABC (T , T0 ) eAB (T ) - eAB (T0 ) ( B - A )dT EAB (T , T0 )
B
第7章 热电式传感器
§7-1 热电偶
(二) （导体内）温差电势
导体内因两点温度不同，两点产生电势。
机理：导体内自由电子在高温 端具有较大的动能，因而向低 温端扩散，结果高温端因失去 电子而带正电荷，低温端因得 到电子而带负电荷，从而形成 一个静电场。
eA (T , T0 ) dT
- eAB (T0 ) eBC (T0 ) eCA (T0 )
10
第7章 热电式传感器
§7-1 热电偶
二、热电偶基本定律 (一)中间导体定律 右图的热电偶回路总电势为
EABC (T , T0 ) eAB (T ) eBC (T0 ) eCA (T0 ) - AdT BdT
第7章 热电式传感器
热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置。在 各种热电式传感器中，把量转换为电势和电阻的方法最为普遍。 其中：将温度转换为电势的热电式传感器叫热电偶 将温度转换为电阻值的热电式传感器叫热电阻。 ① 温度 电势 放大电路
热电偶 热电阻 热敏电阻
②
温度
电阻
检测电路
1
第7章 热电式传感器
EABC (T , T0 ) eAB (T ) eBC (T0 ) eCA (T0 ) - AdT BdT
T0 T0
T
T
接触电势
温差电势
9
第7章 热电式传感器
§7-1 热电偶
二、热电偶基本定律 (一)中间导体定律
在T=T0时
eAB (T0 ) eBC (T0 ) eCA (T0 ) 0
EABC (T , T0 ) eAB (T ) - eAB (T0 ) ( B - A )dT EAB (T , T0 )
传感器技术课件-热电式传感器
热电式传感器的应用领域
工业自动化
用于测量温度、流量、气体浓度等参数，提高生产效率和质量。
能源管理
用于监测和控制能源消耗，优化能源利用效率。
汽车工业
用于发动机温度、刹车系统和座椅加热等应用。
热电式传感器与其他传感器的比较
热电式传感器
• 适用于高温环境 • 温度测量范围宽 • 稳定性和精度高
压力传感器
热电式传感器的结构及原理
结构
热电式传感器通常由热电材料、保护层、连接线 和环境接口组成。
原理
当热电材料的两端产生温度差时，热电效应将使 电场中的电子产生电流，从而实现温度测量。
热电式传感器的分类
1 温度差型热电式传感器
适用于测量温度差异的传感器，如热电偶和 热敏电阻。
2 温度感应型热电式传感器
适用于测量单一温度的传感器，如热电阻和 热电堆。
选择离测量对象最近的位置，避免热量流失。
2 防护和维护
确保传感器受到适当的防护，并进行定期检查和校准。
3 电源和电路设计
考虑传感器的电源供应和信号处理电路的设计，以确保准确运行。
热电式传感器的校验方法
1 对比法
2 零点校准
将传感器与已知准确度的 参考温度计进行偏差。
传感器技术课件-热电式 传感器
热电式传感器是一种能够将热量转化为电能的传感器。了解其基本原理、结 构和应用领域，以及其优点和缺点是非常重要的。
什么是热电式传感器
热电式传感器是一种将温度变化转化为电压或电流输出的传感器。它利用热电效应来测量温度，并将温度变化 转化为电信号。
热电效应的基本原理
热电效应是指当两个不同材料的接触点形成温度差时，产生的电压或电流。 这种效应是由于不同材料的电子在温度梯度下产生的差异。
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2.热电偶结构
按结构分：普通热电偶、铠装热电偶及薄膜热电偶。 (1) 普通热电偶
安装 螺纹
安装法兰
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2)中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种导体，
只要第三种导体两端的温度相等，该 导体的接入就不会影响热电偶回路的 总热电动势。 根据该定律，可以将第三导体换成测量仪表，只要保持
两结点温度相同，就可测量热电动势。
应用推广
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请你想一想
在炼钢厂中，有时直接将廉价热电极（易耗品，例如镍铬、 镍硅热偶丝，时间稍长即熔化）插入钢水中测量钢水温度，如图 所示。试说明： ① 为什么不必将工作端焊 在一起？ 毫伏表 毫伏表接线柱 ② 要满足哪些条件才不影 响测量精度？采用上述 保护管 方法是利用了热电偶的 补偿导线 补偿导线接线柱 什么定律？ 热电极A、B ③ 如果被测物不是钢水， 钢熔融体 而是熔化的塑料行吗？ 钢水包 为什么？
(7.2)
接触电动势E AB(T)的形成，可以用以下理论解释。 不同导体材料具有不同的自由电子密度nA、nB，当其接 触时，发生电子扩散。电子扩散速率与nA、nB有关。 设nA>nB。当电子扩散平衡时，A失电子带正电荷，B得 电子带负电荷。其结果在接触区形成电场，该电场阻碍了电
子的继续扩散，达到了动态平衡，即形成接触电动势EAB(T) 。
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3)标准（参考）电极定律
两种导体A、B分别与标准电极C组成热电偶，如果
它们所产生的热电动势为已知，A和B两极配对后的热
电动势可用下式求得：
EAB (T,T0 ) EAC (T,T0 ) ECB (T,T0 )
A A C
(7.4)
T
B
T0 = T
C
T0 + T
B
T0
由于铂的物理化学性质稳定，人们多采用铂作为参考电极。
_____热电偶；测量钢退火炉的温度（500~1000
C ），最好选择______热电偶；测量汽轮机高
压蒸气（200C左右）的温度，且希望灵敏度高
一些，选择_____热电偶为宜。
A. R型 B. B型 C. S型 D. K型 E .E型
答案：A、D、E
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补充：热电偶的分度表
第7章 热电式传感器
广东工业大学信息工程学院
引言：温度测量及测温传感器分类
按照测量方法：接触式和非接触式；
按工作原理：膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等。
按测温范围分：（见下表）
气体的体 积与热力
学温度成
正比
体积热膨胀式 红外温度计（辐射式） 广东工业大学信息工程学院
温度传感器分类（按测温范围分）
（1）温差电势的产生
温差电势是在同一导体的两端因其温度的不同而产生 的热电动势。其大小与导体性质和两端温度差有关。
T
A
图7.2
EA
T0
T
EA（T,T0）
温差电势示意图
EA (T ,T0 ) σAdt
T0
T
EB (T ,T0 ) σBdt
T0
(7.1)
式中：EA(T，T0)----导体A的温差电动势；σA——导体A的汤姆逊系数； T、T0— 导体两端的绝对温度。
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4、连接导体定律
热电偶导体A、B分别与连接导线C、D相接， 总热电势为两部分的代数和。
A T B
Tn Tn
C
T0
D
EABCD(T , Tn, T 0) EAB(T , Tn) ECD (Tn, T 0)
意义：运用补偿导线法进行温度测量的理论基础。
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0～500℃ -250～0℃
见表下内容
晶体管、热敏电阻、 压力式玻璃温度计 BaSrTiO3陶瓷
-270～-250℃
热电偶、测温电阻、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器、双金属 温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体管、二极管、 半导体集成电路传感器。
热电式传感器是将温度变化转换为电量变化的装置。
(7 - 3)
结论：与两结点温度有关，与A,B中间各处温度无关
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实际的热电偶，由两根不同的导体或 半导体一端焊接或绞接而成。
T0
冷端
T0
热电极
A
T
B
热电偶结构示意图
热端
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2.热电偶基本定律 （1）均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面 积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。 推论: ①热电偶必须由不同材料的均质热电极组成； ②热电势与热电极的几何尺寸(长度、截面积)无关； ③由一种导体组成的闭合回路中存在温差时，如果回路中产生 了热电动势，那么该导体一定是不均匀的。由此可检查热电极材 料的均匀性。 ④两种均质导体组成的热电偶，其热电势大小只取决于两个接 点的温度，与中间温度的分布无关。
一般把在0～100℃的范围内和所配套使用的热 电偶具有同样热电特性的两根廉价金属导线称为补 偿导线。
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5、中间温度定律 热电偶在两接点温度分别为T、T0时的热电动势 等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn和接点温度分 别为Tn、T0时的相应热电动势的代数和。
T
A B
A
Tn
A B
设冷端为0C，根据以下电路中的毫伏表的示值及 K热电偶的分度表，查出热端的温度tx 。
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请你想一想
用镍铬 -- 镍硅（K）热电偶测温度。已知 冷端温度t0为40 C ，用高精度毫伏表测得这时 的热电势为29.186mV，求被测点温度。
答案：
740 C
广东工业大学信息工程学院
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如何利用热电偶的分度表
数字式温度表
假设热电偶的冷端温度 为0C，请根据常用的镍铬镍硅（K）热电偶的分度表， 查出：-100C 、0C、 100C 时的热电势。
广东工业大学信息工程学院
K热电偶的分度表
比较查 出的三 个热电 势，可 以看出 热电势 是否线 性？
如何由热电偶的热电势查热端温度值？
分 类 超高温用 传感器 高温用 传感器 中高温用 传感器 中温用 传感器 低温用 传感器 极低温用 传感器 特 征 传 感 器 名 称 1500℃以上 光学高温计、辐射传感器
测 温 范 围
1000～1500℃ 光学高温计、辐射传感器、 热电偶 光学高温计、辐射传感器、 500～1000℃ 热电偶、热电阻
把温度变化转换为电势的热电式传感器称为热电偶； 把温度变化转换为电阻值的热电式传感器称为热电阻。
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教学目标和教学内容
了解温度测量方法及测温传感器分类；重 点掌握常用测温传感器的原理、结构以及应用
范围。学会选用测温传感器。教学内容：
热电偶传感器
热电阻式传感器
热电阻
热敏电阻
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热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法。 我国从1991年开始采用国际计量委员会规定的 “1990年国际温标”（ITS-90）的新标准。按此标准， 制定了相应的分度表，并且有相应的线性化集成电路 与之对应。 直接从热电偶的分度表查温度与热电势的关系时 的约束条件是：自由端（冷端）温度必须为0C。
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（3）热电偶总电动势
一般EAB(T)占主导。
当nA>nB，则A为正极， B为负极。
图7.4
A
T0
EAB(T0 )
E A (T ,T0 )
T
E AB (T)
B
EB (T ,T0 )
热电偶闭合回路电动势组成
E AB (T ,T0 ) E AB (T ) E AB (T0 ) E A (T , T0 ) EB (T , T0 ) KT n AT KT0 n AT0 T ln ln (σ B - A )dt e nBT e nBT0 T0
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重点与难点
重点：
热电偶的原理、基本定律；
常用热电偶种类及结构； 热电偶、热电阻特点及适应范围。
难点：
热电偶基本定律；
热电偶温度补偿问题。
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7.1
热电偶传感器
1、热电效应原理
将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两
7.1.1 热电偶的工作原理
1000C
热电势/ mV
4.834 10.506 9.587
K
E
镍铬－镍硅 (铝)
镍铬－铜镍 (康铜)
-270～1370 C) 61.022
5种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？
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练习1：
测量钢水的温度（1400 C ），最好选择
1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属
组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点，
发现放在回路旁的指南针发生偏转（说明什么？）， 如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的 偏转角反而减小（又说明什么？） 。 显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生 并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的 温度差有关。
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A
T B
I
T0
图7.1 热电效应原理图
T＞T0
把两种不同的导体两端相接组成闭合回路，当两
接点分别置于T和T0(设T>T0)两不同温度时，则在回
路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象称塞
贝克效应，即热电效应。
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热电偶为何能产生热电动势？