溫度測量(編輯修改稿)
2024-11-29 15:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 測量結(jié)成工作端、熱端，另一個稱為參考端或自由端、冷端。 (一 )兩種導(dǎo)體的接觸電動勢 兩種導(dǎo)體接觸的時候，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子密度不同，如果 NANB．電子密度大的導(dǎo)體 A中的電子就向電子密度小的導(dǎo)體 B擴散，從而由于導(dǎo)體 A失去了電子而具有正電位。相反導(dǎo)體 B由于接收到了擴散來的電子而具有負電位。這樣在擴散達到動態(tài)平衡時 A、 B之間就形成了一個電位差。這個電位差稱為接觸電動勢。 式中 EAB(T)為 A、 B兩種材料在溫度為 T時的接觸電動勢； K為玻耳茲曼常數(shù)； e為電子電荷：NA(T)、 NB(T)為 A、 B兩種材料在溫度 T時的自由電子密度 。 回路中總的接觸電勢為： (二 )單一導(dǎo)體中的溫差電動勢 對單一金屬導(dǎo)體，如果兩端的溫度不同，則兩端的自由電子就具有不同的動能。溫度高則動能大，動能大的自由電子就會向溫度低的一段擴散。失去了電子的這一端就處于正電位，而低溫端由于得到電子處于負電位。這樣兩端就形成了電位差，稱為溫差電動勢。 綜上所述，在整個閉合回路中產(chǎn)生的總電動勢 EAB(T,T0)可表示為 由式可知，熱電偶總電動勢與電子密度 NA、 NB及兩節(jié)點溫度 T、 T0有關(guān)，電子密度取決于熱電偶材料的特性。當(dāng)熱電偶材料一定時，熱電偶的總電動勢 EAB(T， T0)成為溫度 T和 To的函數(shù)差，即 二、熱電偶基本定律 (一 )均質(zhì)導(dǎo)體定律 由均質(zhì)材料構(gòu)成的熱電偶、熱電動勢的大小只與材料及結(jié)點溫度有關(guān)．與熱電偶的大小尺寸、形狀及沿電極溫度分布無關(guān)。如材料不均勻、由于溫度梯度的存在，將會有附加電動勢產(chǎn)生。 （二）中間導(dǎo)體定律 如圖所示，將 A、 B構(gòu)成的熱電偶的 T0端斷開，接入第三種導(dǎo)體 C，只要保持第三導(dǎo)體兩端溫度相同，接入導(dǎo)體 C后對回路總電動勢無影響。 （三）中間溫度定律 在熱電偶回路中，兩接點溫度為 T、 T0時的熱電動勢，等于該熱電偶在接點溫度為 T、 Ta和 Ta、 T0時熱電動勢的代數(shù)和，即 兩端點在任意溫度時的熱電勢為： （四）標(biāo)準(zhǔn)電極定律 如圖 9． 6所示，兩種導(dǎo)體 A、 B分別與第三種導(dǎo)體 C組成熱電偶．如果 A、 C和 B、 C熱電偶的熱電動勢已知、那么這兩種導(dǎo)體 A、 B組成的熱電偶產(chǎn)生的電動勢可由下式求得 0 0 0( , ) ( , ) ( , )A B A C B CE T T E T T E T T??四、熱電偶的參比端處理 如前所述，為使熱電偶的熱電動勢與被測量間呈單值函數(shù)關(guān)系，熱電偶的參比端可采用以下方法處理。 (一 )0?C恒溫法 這種方法是將熱電偶的參比端保持在穩(wěn)定的 0?C環(huán)境中。 （二）參比端溫度修正法 當(dāng)熱電偶參比端為不等于 0 ?C時，需對儀表的示值加以修正，因為熱電偶的溫度－熱電動勢關(guān)系以及分度表是在參比端為 0 ?C得到的。修正公式： （三）電橋補償法 （四）補償導(dǎo)線的應(yīng)用 所謂補償導(dǎo)線就是用熱電性質(zhì)與熱電偶相近的材料制成導(dǎo)線．用它將熱電偶的參比端延長到需要的地方，而且不會對熱電偶回路引入超出允許的附加測溫誤差。 隨著熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)化，補償導(dǎo)線也形成了標(biāo)準(zhǔn)系列。國際電工委員會也制定了國際標(biāo)準(zhǔn)，適合于標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶使用。 第四節(jié) 電阻溫度計 利用導(dǎo)體和半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化這一性質(zhì)做成的溫度計稱為電阻溫度計。大多數(shù)金屬在溫度升高 1 ?C 時電阻將增加 ％～ ％。但半導(dǎo)體電阻一般隨溫度升高而減小，其靈敏度比金屬高，每升高 1 ?C ，電阻約減小 2％～ 6％。 目前由純金屬制造的熱電阻的主要材料是鉑、銅和鎳，它們已得到廣泛的應(yīng)用。 一、鉑電阻溫度計 鉑是一種貴金屬。它的特點是 精度高，穩(wěn)定性
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