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

時間:2012-4-21閱讀:1788
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1.熱電偶與熱電效應(yīng)
熱電偶是由兩種不同材料的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)結(jié)合在一起組成的,如圖2-1所示。導(dǎo)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(fù)極。
在兩種不同導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)A, B組成的閉合回路中,當(dāng)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(yīng)。所產(chǎn)生的電流稱為熱電流,相應(yīng)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(dǎo)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(kuò)散,如圖2-3所示,若導(dǎo)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(kuò)散到B的電子數(shù)要多于由B擴(kuò)散到A的電子數(shù)。所以,導(dǎo)體A因失去電子而帶正電,導(dǎo)體B因得到電子而帶負(fù)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(kuò)散。當(dāng)電子擴(kuò)散能力與此電場阻力相平衡時,自由電子的擴(kuò)散達(dá)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(yīng)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(dāng)兩接點的溫度相等時,總接觸電勢為零。

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