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用熱電偶測量溫度的原理是什么?

2023-11-14 [1442]
  熱電偶是一種常見的溫度測量傳感器,其測量原理基于塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)或熱電效應(yīng)。這些效應(yīng)都是基于熱電轉(zhuǎn)換的物理現(xiàn)象,即在不同溫度下,導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料的電子行為會有所不同。
  塞貝克效應(yīng)是指當(dāng)兩種不同材料組成的閉合回路中存在溫度差時,回路中就會產(chǎn)生熱電勢的現(xiàn)象。熱電效應(yīng)則是由于兩種不同材料之間的溫差而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象的本質(zhì)都是電子在不同溫度下的遷移,導(dǎo)致回路中產(chǎn)生熱電勢。
  熱電偶通常由兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料組成,它們被連接在一起形成一個回路。當(dāng)熱電偶的兩端溫度不同時,就會產(chǎn)生電勢差。這個電勢差與溫度差成正比,因此可以通過測量電勢差來確定溫度差。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
  需要注意的是,在使用熱電偶測量溫度時,需要保持其冷端(測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。因此,在使用熱電偶時,需要采取一些措施來保持冷端的溫度恒定,如將冷端置于冰水混合物中或使用專門的冷端補償器等。
  總的來說,熱電偶是一種基于塞貝克效應(yīng)或熱電效應(yīng)的溫度測量傳感器,通過測量導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在不同溫度下的電子行為來測量溫度。其結(jié)構(gòu)簡單,性價比高,測量準確,因此在工業(yè)和科研領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
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