Question

热电偶为什么可以测出电压?

热电偶为什么可以测出电压?

Answer 1

热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转 热电偶
换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表， 测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。 铠装热电偶
[1] 热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 附：热电偶冷端补偿计算方法：从毫伏到温度：测量冷端温度，换算为对应毫伏值，与热电偶的毫伏值相加，换算出温度。 从温度到毫伏：测量出实际温度与冷端温度，分别换算为毫伏值，相减后得出毫伏值，即得温度

Answer 2

热电偶的工作原理: 热电偶是热电偶温度计的检测元件即传感器。热电偶测温是工作在热电效应的基础之上的。将两种不同材质的导体或半导体构成的闭合回路，该闭合回路称为热电偶。构成热电偶的两种不同材料称为热电极。热电极有两个连接点：其中一个连接点在工作时插入被测温度场，感受被测温度信号，称该点为测量端、工作端或热端；另一个连接点在工作时一般处于周围环境中，称为参比端、自由端、固定端或冷端。由热电效应原理可知，对于A、B两种材质组成的热电偶，两端温度分别为t、t0 时产生的热电势大小EAB（t，t0）可用下式表示，即
EAB（t，t0）= eAB (t)-eAB (t0)
式中EAB（t，t0）——A、B两种材质组成的热电偶，两端温度分别为t、t0时
产生的热电势；
eAB (t) ——热电偶测量端的热电势；
eAB (t0) ——热电偶参比端的热电势；
t，t0——测量端、参比端温度。
当热电偶材料已知且均匀时，固定参比端温度t0 ，热电势EAB（t，t0）将只与测量端温度t有关，这就建立了热电势与被测温度间一一对应的函数关系。因此通过测量热电势就可以知道被测温度的大小，这就是热电偶测温的依据。热电偶的热电势与温度间的数学关系称为热电偶的热电特性。热电偶的热电特性由热电极材料的化学成分和物理性能决定，到目前为止，热电偶的热电特性都是通过实验测得的，不能由理论计算得到。热电势的大小只与组成热电偶的材料和热电偶两端温度有关，与热电偶的形状、尺寸、长短及粗细无关。
关于热电势的几点说明如下：
① 热电偶的热电势与温度直接是非线性的关系，目前采用热电特性曲线和分
度表（各种热电偶的热电势与温度的对照表）两种形式描述二者的关系。
② 热电极有正、负之分，热电势也有正负极性之分。
EAB（t，t0）=- EAB（t，t0）=- EAB（t0 ，t）
③ 使用热电偶测温时只有保证t0保持不变，热电势EAB（t，t0）与被测温度t
才是一一对应的关系，如果t0发生变化，及时t保持不变，EAB（t，t0）也
会发生变化，给测量带来附加误差。
④ 如果组成热电偶的两种热电极材料相同，无论两个接触点的温度如何，热
电势保持为零。如果两个接触点的温度相同，即使组成热电偶的两种热电
极材料不同，热电势也会为零。