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西安鐵路職業技術學院傳感器與檢測技術熱電效應如圖所示為煉鋼加熱爐鋼水溫度的檢測裝置，它的核心器件為熱電偶傳感器，那么熱電偶傳感器的工作原理是什么？熱電偶傳感器是一種自發電式傳感器，測量時不需要外加電源，直接將被測量轉換成電動勢輸出。使用十分方便，常被用作測量煉鋼爐、管道內的高溫氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。它的測溫范圍很廣，常用的熱電偶測溫范圍為－50～1600℃，某些特殊熱電偶最高可達2800℃。它具有結構簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠傳等許多優點。一、熱電效應兩種不同成分的導體組成一個閉合回路，當閉合回路的兩個接點分別置于不同的溫度場合中，回路中產生一個方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關的電動勢，這種現象稱為“熱電效應”，或稱溫差電效應。一、熱電效應熱電極A熱電極B左端稱為：測量端（工作端、熱端）右端稱為：自由端（參考端、冷端）熱電勢結論：當兩個結點溫度不相同時，回路中將產生電動勢。二、熱電勢的組成2.1接觸電動勢兩種不同材料的導體A、B接觸時，由于兩導體的自由電子密度不同，假設A的自由電子密度大于B的自由電子密度，則A的自由電子向B擴散，形成A到B的電場。在電場作用下，電子反方向運動，當達到動態平衡時，A與B之間的電位差就是接觸電動勢。ABTT0工作端T產生的接觸電動勢：參考端T0產生的接觸電動勢：二、熱電勢的組成2.2溫差電動勢熱電極A產生的溫差電動勢：熱電極B產生的溫差電動勢：

單一導體A、B，其兩端分別置于不同的溫度T、T0時，假設T大于T0，則熱端T溫度處的自由電子向冷端T0溫度處移動，形成熱端指向冷端的靜電場。在電場作用下，電子反方向運動，當達到動態平衡時，熱端與冷端之間的電位差為溫差電動勢。ABTT0二、熱電勢的組成2.3總電動勢接觸電動勢與溫差電動勢之和為熱電偶的總電動勢ABTT0回路中總電動勢：二、熱電勢的組成結論：

（2）熱電偶的兩個熱電極必須是兩種不同材料的均質導體，否則熱電偶回路的總電勢為零。

（1）熱電偶連接點溫度必須不等，否則，熱電偶回路總熱電勢也為零。當熱電偶材料均勻時，熱電偶的熱電勢只與兩個接點溫度有關，與熱電偶的材料有關，而與熱電偶尺寸、形狀無關。

（3）3.1中間導體定律在熱電偶A、B回路中接入第3種導體C，如圖所示，只要第3種導體的兩接點溫度相同，則回路中總的電動勢不變。ATBCTo三、熱電偶的基本定律三、熱電偶的基本定律3.2標準電極定律已知熱電極A、B分別與標準熱電極C組成的熱電偶，在接點溫度為(T,T0)時的熱電勢分別為EAC(T,T0)和EBC(T,T0)，則在相同溫度下，由A、B兩種熱電極配對后的熱電勢為：TACToCBToBATo三、熱電偶的基本定律3.3中間溫度定律熱電偶在兩接點溫度T、T0時的熱電動勢等于該

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