热电偶为什么要冷端温度补偿(热电偶测温的基本原理)

Posted 2023-06-02

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热电偶为什么要冷端温度补偿(热电偶测温的基本原理)

目前市场上畅销的温度采集模块，其中一大部分设备的研发生产，是基于热电偶技术原理的。热电偶是一种感温元件，是一次仪表，直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，再通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势-热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

热电偶测温，赛贝克效应

　　两种不同成分的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的关系，制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

　　在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。热电偶将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。

　　当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

热电偶测温的基本原理图

　　两种不同成分的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

　　热电偶实际上是一种能量转换器，将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：

　　1、热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数;

　　2、热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成分和两端的温差有关;

　　3、当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。