热电偶温度传感器工作原理

    

    热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克（seebeck）效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。

    3.1　热电偶传感器的工作原理

    如图1.7所示是热电偶传感器的工作原理图。热电偶是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，焊接端称为工作端或热端，使用时将此端置于被测温度部位；另外两个端称为自由端或冷端，放置于某个恒定的温度中。由于不同金属导体A、B的自由电子密度不同，当A、B两种金属焊接在一起，它们的接触点就会发生电子扩散，电子扩散的速度与自由电子的密度差及连接点所处的温度成正比。在单位时间内，如果由A扩散到B的电子数比由B扩散到A的多，则A由于失去电子而带正电，B得到而带负电。

    

图1.7　热电偶传感器的工作原理图

    因此，热电偶传感器的两个端子之间就将有电动势出现，这个电动势就称为热电动势。热电动势的大小与电极的形状、尺寸无关，只取决于两种金属的特性和热、冷端的温差。反映这种特性的参数称为热电偶的温度系数，它表示热端温度每变化1℃在两个冷端之间的电动势变化。故用不同的金属材料可以组成各种特性的热电偶传感器。

    3.2　热电偶传感器的使用

    如图1.8所示为热电偶传感器的常见外形。热电偶输出是毫伏信号，接线有正负，接线桩上有“＋−”标志，不能接反，接反了没有信号输出，信号线是专用的补偿导线，（普通的线可以用，但误差很大）。

    

图1.8　热电偶传感器的常见外形