1821年,物理學(xué)家托馬斯•約翰•塞貝克發(fā)現(xiàn)任何導(dǎo)體受到熱梯度時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓。這是現(xiàn)在被稱為熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。任何試圖測(cè)量電壓必然涉及到另一個(gè)導(dǎo)體連接到“熱”。這些額外的導(dǎo)體也經(jīng)歷同樣的溫度梯度和發(fā)展一個(gè)電壓,通常反對(duì)原來的。幸運(yùn)的是,影響的大小取決于使用的金屬,所以一個(gè)非零電壓測(cè)量如果使用兩種不同的金屬。在仔細(xì)校準(zhǔn)temperature-voltage依賴對(duì)于一個(gè)給定的一對(duì)金屬,這些金屬可以用作溫度計(jì)。
K-type
熱電偶(鉻鎳-鋁鎳)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的測(cè)量配置。測(cè)量電壓可以用來計(jì)算溫度\ \ scriptstyle V scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { },只要溫度\ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { ref }。
熱電偶的使用的標(biāo)準(zhǔn)配置是圖所示。短暫,獲得所需的溫度Tsense使用三個(gè)還是特征函數(shù)E(T)熱電偶的測(cè)量電壓V,參考連接的溫度不潔凈的。解決方程E(Tsense)= V + E(不可食用的)收益率Tsense。這些細(xì)節(jié)往往隱藏在用戶自參考連接塊(與不潔凈的溫度計(jì)),電壓表,方程解算器結(jié)合成一個(gè)單一的產(chǎn)品。
物理原理:塞貝克效應(yīng)
主要文章:塞貝克效應(yīng)
塞貝克效應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)電動(dòng)勢(shì)哪里有溫度梯度。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)可以用來執(zhí)行工作,然而在熱電偶用于開發(fā)一個(gè)開路電壓。在開路條件下沒有內(nèi)部的電流,電壓的梯度(\ scriptstyle \ boldsymbol \微分算符V)直接與溫度梯度成正比(\ scriptstyle \ boldsymbol \微分算符T):
\ boldsymbol \微分算符V = - s(T)\ boldsymbol \微分算符,
在S(T)是一種與溫度有關(guān)的材料屬性被稱為塞貝克系數(shù)。
測(cè)量電壓可以發(fā)現(xiàn)通過添加(集成)電動(dòng)部隊(duì)沿整個(gè)路徑的負(fù)端電壓表正極端子。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的配置,例如在圖中,有四個(gè)溫度梯度區(qū)域,因此四個(gè)電壓貢獻(xiàn):
從\ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm {計(jì)} \ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { ref },在較低的銅線。
從\ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { ref } \ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { },鎳鋁鎳絲。
從\ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm {感覺} \ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { ref },鎳鉻合金線。
從\ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm { ref } \ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm {計(jì)},在上面的銅線。
第一和第四貢獻(xiàn)抵消,因?yàn)檫@些地區(qū)涉及相同的溫度變化和一個(gè)相同的材料。因此,\ scriptstyle T_ \識(shí)別mathrm {計(jì)}不影響測(cè)量電壓。第二個(gè)和第三個(gè)貢獻(xiàn)不取消,涉及不同的材料。
V = \ int_ { T_ \識(shí)別mathrm { ref } } ^ { T_ \識(shí)別mathrm {感覺} } \離開(S_ { + }(T)- S_ { - }(T)\)\,dT,
在\ scriptstyle S_ { + }和\ scriptstyle S_ { - }的塞貝克系數(shù)是導(dǎo)體電壓表的正面和負(fù)面的終端,分別(鉻和鎳鋁鎳圖)。
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