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热电偶的测温原理的优点

2018/9/11 9:46:49

  热电偶的测温原理的优点。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,这种现象称为热电效应,该电动势称为热电势。这两种不同材料的导体或半导体的组合称为热电偶,导体A、B称为热电极。两个接点,一个称热端,又称测量端或工作端,测温时将它置于被测介质中;另一个称冷端,又称参比端或自由端,它通过导线与显示仪表相连。

  接触电势是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。两种导体接触时,自由电子由密度大的导体向密度小的导体扩散,在接触处失去电子一侧带正电,得到电子一侧带负电,扩散达到动平衡时,在接触面的两侧就形成稳定的接触电势。接触电势的数值取决于两种不同导体的性质和接触点的温度。两接点的接触电势eAB(t)和eAB(t0)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,等于1.38E-6格尔/℃:

  e——单位电荷,等于4.802E-10绝对经典单位;

  NAt、NBt和NAt0、NBt0——温度分别为t和t0时,A、B两种材料的电子密度。

  温差电势是同一导体的两端因其温度不同而产生的一种电动势。同一导体的两端温度不同时,高温端的电子能量要比低温端的电子能量大,因而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,因此,在导体两端便形成接触电势,其大小可由A导体和B导体的电子密度的定积分求出。

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