(5.22)--4.11 热电式传感器机械测试技术.ppt
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1、测试测试技术技术一、工作原理一、工作原理两种两种不同材料不同材料的导体(或半导体)组成一的导体(或半导体)组成一个个闭合回路闭合回路,当两接点,当两接点温度不同温度不同时,在该时,在该回路中就会产生电动势。回路中就会产生电动势。工作工作原理:原理:基于基于热电效应热电效应测试测试技术技术热热端端:测测量量端端补补偿偿端端冷冷端端:接触电动势接触电动势温差电动势温差电动势如果冷端如果冷端T0固定,则对材料一定的热电偶,固定,则对材料一定的热电偶,其总热电动势就只与温度其总热电动势就只与温度T成成单值函数关系单值函数关系。测试测试技术技术因为不同的材料,不同的金属,自由电子密因为不同的材料,不同的
2、金属,自由电子密度不同。度不同。假如金属假如金属A的自由电子密度高于金属的自由电子密度高于金属B,单,单位时间内,从位时间内,从A扩散到扩散到B的电子数要大于从的电子数要大于从B到到A。金属。金属A因为失去电子而带正电,金属因为失去电子而带正电,金属B因为得到电子而带负电。因为得到电子而带负电。这样,就形成了电位差,这就是这样,就形成了电位差,这就是接触电动势接触电动势。接触电动势接触电动势测试测试技术技术同一种金属材料中,两端温度不一样,高同一种金属材料中,两端温度不一样,高温端的自由电子,相对低温端,具有的动温端的自由电子,相对低温端,具有的动能更大。能更大。这样,自由电子便从高温端向低温
3、端扩散,这样,自由电子便从高温端向低温端扩散,高温端失去电子带正电,低温端得到电子高温端失去电子带正电,低温端得到电子带负电,从而形成带负电,从而形成温差电动势温差电动势。温差电动势温差电动势测试测试技术技术如果冷端如果冷端T0固定,则对材料一固定,则对材料一定的热电偶,其总热电动势就定的热电偶,其总热电动势就只与温度只与温度T成成单值函数关系单值函数关系。测量原理测量原理测试测试技术技术特性特性1:两导体相同时,总电动势为两导体相同时,总电动势为0。特性特性2:两接点温度相同时,总电动势为两接点温度相同时,总电动势为0。特性特性3:热电动势与中间温度无关,热电动势与中间温度无关,只与结点温度
4、有关。只与结点温度有关。二、工作特性二、工作特性应用应用:可检测热电极材料是否均匀。可检测热电极材料是否均匀。测试测试技术技术特性特性4:中间温度定律中间温度定律热电偶热电偶AB在接点温度在接点温度T、T0时的热电时的热电动势动势,等于热电偶在接点温度为等于热电偶在接点温度为T、Tc和和Tc、T0时的热电动势总和。时的热电动势总和。EAB(t,t0)=EAB(t,tc)+EAB(tc,t0)测试测试技术技术实际热电偶测温回路中实际热电偶测温回路中,利用该定律利用该定律,可对参考端温度不为可对参考端温度不为0的热电势进的热电势进行修正,也可将热电偶冷端利用补行修正,也可将热电偶冷端利用补偿导线延
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