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    ZC-4000-7關(guān)于熱電偶冷端補償?shù)膸c思考(1)

    時間:2012-4-21閱讀:1763
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    1.熱電偶與熱電效應
    熱電偶是由兩種不同材料的導體(或半導體)結(jié)合在一起組成的,如圖2-1所示。導體A,B稱為熱電極;接點T通常用焊接的方法連在一起,測量時置于被測溫度場中,故稱為工作端,或稱為測量端、熱端;接點To一般要求恒定在某一溫度,稱自由端,或稱參考端、冷端。
    熱電偶的圖形符號有兩種形式,如圖2-2所示。圖 2-2 (a)所示的形式,需用符號“+”示出熱電偶極性; 圖2-2 (b)所示的形式中,粗線表示熱電偶的負極。
    在兩種不同導體(或半導體)A, B組成的閉合回路中,當兩接點溫度不等時(丁> To),回路中就有電流產(chǎn)生,這一現(xiàn)象稱為熱電效應。所產(chǎn)生的電流稱為熱電流,相應的電動勢稱為熱電動勢。
    2.熱電勢與熱電偶測溫原理
    熱電偶回路中的總熱電動勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。
    (1)接觸電勢
    兩種材料不同的導體A和B接觸在一起時,由于自由濃度不同,便在接觸處發(fā)生電子擴散,如圖2-3所示,若導體A, B的電子濃度分別為NA, NB,且NA> NB,則在單位時間內(nèi),由A擴散到B的電子數(shù)要多于由B擴散到A的電子數(shù)。所以,導體A因失去電子而帶正電,導體B因得到電子而帶負電,在A, B的接觸面處便形成一個從A到B的靜電場.這個電場文阻止電子繼續(xù)由A向B擴散。當電子擴散能力與此電場阻力相平衡時,自由電子的擴散達到了動態(tài)平衡,這樣在接觸處形成一個穩(wěn)定的電動勢,稱為接觸電勢或拍爾帖電勢。其大小為
    由式(2-1)可以看出,如果熱電偶的兩個電極材料相同(即坑=NB ),則不會產(chǎn)生接觸電勢。因此,熱電偶的兩個電極材料必須不同。
    由式(2-1)可知,在圖2-1所示的回路中,接點TO處的接觸電勢為

      如果以順時針方向為接觸電勢正方向,則回路中eAB (TO)與eAB(T)的方向相反,熱電偶回路中的總接觸電勢應為

    式((2-3)表明,熱電偶回路總接觸電勢的大小只與熱電極材料及兩接點的溫度有關(guān),當兩接點的溫度相等時,總接觸電勢為零。

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