分析熱電式溫度傳感器的結構與工作原理

　　有關熱電式溫度傳感器的結構與工作原理，熱電偶所提供的信號為“熱電動勢”，它是至多不過幾十毫伏的微小直流電動勢，熱電偶的組成分為接觸電動勢與溫度電動勢等。

 

　　熱電式溫度傳感器的結構與原理

 

　　工業用熱電偶必須長期工作在惡劣環境下，應特別注意被測介質對熱電偶材質的損害。

 

　　常用的廉價金屬熱電偶不可用在氧化件或腐蝕性環境中，貴金屬熱電偶不宜用在還原性氣氛中。

 

　　因此，都必須有不銹鋼保護套管，管內有陶瓷絕緣管使焊點以外的導體部分互相絕緣，保護套管一端封閉，另一端有接線端子以便與導線或延長線連接。見圖2.3.5(d)所示。

 

　　熱電偶另有一種制造方法是將熱電偶的兩種材質外包圍陶瓷粉末之后，穿在不銹鋼管中，一起拉成復合線材。使用時取適當長度將熱電偶焊接起來，并封閉外層不銹鋼套。這叫做“鎧裝熱電偶”，可參看圖2.3.5之(b)。

 

　　盡管陶瓷是較好的絕緣材料.但在高溫下仍不免有漏電現象。因此，測帶毛物的溫度或電加熱設備的溫度時，熱電偶的信號線上可能有共模干擾電壓，這對于某些儀表或計算機的工作十分有害，應給予充分注意。

 

　　保護套管及瓷管的熱容量肯定會增大熱慣性，使熱電偶的時間常數加大，對反映動態溫度變化石利。所以科學實驗中的測溫，如果可以不考慮防護的話，寧愿用裸露的熱電偶直接與被測介質接觸，特別是直徑小的熱偶絲反應更為快速。

 

　　熱電式溫度傳感器的工作原理

 

　　熱電偶所提供的信號為“熱電動勢”，它是至多不過幾十毫伏的微小直流電動勢.出兩種物理效應所形成：

 

　　1、熱電偶的組成(熱電式溫度傳感器)

 

　　(1)接觸電動勢

 

　　兩種不同導體A和B，其自由電子密度不等，在焊點處有電子擴散現象，因而產生接觸電動勢。此電動勢不僅與材質有關，且與溫度有關。可表示為eAB(t)。

 

　　(2)溫差電動勢

 

　　同一材質的導體A、當兩端存在溫反差時，自由電子的分布不均勻，會出現溫差電動勢。此電動勢勺材質有關，且與溫度t和t0有關，表示為eA(t,t0)。此處，t和t0代表導體A兩端的溫度。將導體A和B焊接破閉環，一個焊點在溫度t之下，另一焊點在溫度t0之下.就會在環形電路今出現四個電動勢.如圖2.3.l之(a)。這四個屯動勢分別為eAB(t)，eAB(t0).eA(t,t0).eB(t,t0)。它們的代數和不等于零，記為EAN(t,t0)。

 

　　注意，以上各電動勢從其代數和都印導體的粗細及長短無關。只要知道導體A和B的性質及溫度t0的數值。就能根據EAB(t,t0)判斷被測溫度t。通常用熱電偶溫度傳感器測高溫，所以—般t>t0.因此.把f處的焊點稱為“熱端”，也叫“工作端”;把t0處的焊點稱為“冷端”，也叫“參考端”。