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上海自動化儀表有限公司深入探討熱電偶的測溫原理
閱讀：161 發(fā)布時間：2025-1-22上海自動化儀表有限公司深入探討熱電偶的測溫原理熱電偶溫度計,，由熱電偶、電測儀表及連接導(dǎo)線三部分構(gòu)成,，廣泛應(yīng)用于-200至1300℃的溫度測量范圍,。在特殊情境下，其測量范圍可進(jìn)一步擴(kuò)展至2800℃的高溫和4K的低溫,。熱電偶的之處在于能夠?qū)囟刃盘栟D(zhuǎn)換為電信號,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸和多點(diǎn)切換測量。其結(jié)構(gòu)簡單,、制作便捷高以及熱慣性小等優(yōu)勢,，使得它在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
接下來,，上海上自儀公司將深入探討熱電偶的測溫原理,。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A與B組成閉合回路，且兩個接點(diǎn)處于不同的溫度t0和t時,，回路中會產(chǎn)生電動勢,，這一現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)。這一電動勢,，即熱電勢,，是溫度t的函數(shù)。在恒定接點(diǎn)溫度t0的條件下,，熱電勢與溫度t呈現(xiàn)一一對應(yīng)的關(guān)系,。通過測量熱電勢的大小，我們可以得到被測溫度t的值,。此外,，熱電勢由溫差電勢與接觸電勢共同組成。溫差電勢源于一根導(dǎo)體兩端因溫度差異而產(chǎn)生的熱電動勢,。在導(dǎo)體中,，高溫端的電子運(yùn)動速度超過低溫端，導(dǎo)致高溫端失去電子帶正電,，而低溫端獲得電子帶負(fù)電,。這種高、低溫端之間的靜電場會阻止電子的進(jìn)一步流動,，直至達(dá)到動態(tài)平衡,。此時，導(dǎo)體兩端便會產(chǎn)生相應(yīng)的電位差,，即溫差電勢,。其方向始終指向低溫端,。而接觸電勢則發(fā)生在兩種不同導(dǎo)體相接觸時，由于電子的交換而產(chǎn)生的電勢差,。,，其中k代表波爾茲曼常數(shù)，e表示電子電量,，而n為導(dǎo)體內(nèi)的電子密度,，它隨溫度變化。當(dāng)導(dǎo)體兩端存在溫差時,，即t不等于to，便會發(fā)生電子的遷移,，進(jìn)而產(chǎn)生溫差電勢,。這一電勢的大小取決于導(dǎo)體的特性以及導(dǎo)體兩端的溫度差異，而與導(dǎo)體的長度,、截面尺寸以及沿導(dǎo)體長度方向的溫度分布無直接關(guān)聯(lián),。接觸電勢是在兩種不同材料A和B的接觸點(diǎn)處產(chǎn)生的。由于A,、B兩種材料具有不同的電子密度,，假設(shè)導(dǎo)體A的電子密度nA高于導(dǎo)體B的電子密度nB，這將導(dǎo)致從A向B擴(kuò)散的電子數(shù)量多于從B向A擴(kuò)散的電子,。因此,，在A材料中，電子的流失使其帶上了正電荷,，而在B材料中,，電子的獲得使其帶上了負(fù)電荷。這樣一來,，在A,、B的接觸面上就形成了一個從A指向B的靜電場。這個靜電場會阻礙電子的進(jìn)一步擴(kuò)散,，并引發(fā)電子的漂移運(yùn)動,。當(dāng)這兩種運(yùn)動達(dá)到動態(tài)平衡時，A,、B接觸面上就穩(wěn)定地形成了電位差,，即我們所說的接觸電勢。其方向始終是從電子密度較小的導(dǎo)體指向電子密度較大的導(dǎo)體,；而其大小則受到多種因素的影響,。式中，k代表波爾茲曼常數(shù),，e表示電子電量,。接觸電勢會隨著溫度的升高,，同時，兩種導(dǎo)體電子密度的比值越大,，接觸電勢也會相應(yīng)大,。因此，我們可以得出結(jié)論：接觸電勢的大小既與導(dǎo)體的性質(zhì)緊密相關(guān),，也受到接觸點(diǎn)溫度的影響,，而與導(dǎo)體的長度、截面尺寸以及沿導(dǎo)體長度方向的溫度分布無關(guān),。此外,，上海上自儀公司熱電偶回路的總電勢為：即熱電勢隨著高溫端和低溫端溫度的變化而變化。在低溫端溫度保持恒定的情況下,，熱電勢僅隨高溫端溫度的變化而變化,，呈現(xiàn)單值函數(shù)關(guān)系。通過測量熱電勢的大小,，我們可以準(zhǔn)確地得到高溫端的溫度數(shù)值,。