传感器笔记8-热电

看看考啥

[[传感器考前划重点#第八章热电阻]]

热电阻

将温度转换为电阻值大小的热电式传感器叫作热电阻。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。

金属式

适宜制作热电阻的材料有铂、铜、镍、铁等。

半导体式（热敏电阻）

热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件。按物理特性，可分为三类：
(1)负温度系数热敏电阻(NTC)；
(2)正温度系数热敏电组(PTC)；
(3)临界温度系数热敏电阻(CTR)。

热电偶

将温度转换为电势大小的热电式传感器叫作热电偶。

原理

热电效应

两种不同的金属A和B构成如图所示的闭合回路，如果将它们的两个接点中的一个进行加热，使其温度为T，而另一点置于室温T0中，则在回路中会产生热电势，这一现象称为热电效应。

电势

热电效应产生的热电势是由接触电势和温差电势两部分组成。

接触电势：由于两种金属导体的自由电子密度不同，迁移扩散所形成的电势。接触电势的数值取决于两种不同导体的性质和接触点的温度。
温差电势：由同一金属导体两端处于不同的温度场中，由于自由电子密度不同而产生的电势。在总热电势中，温差电势比接触电势小很多。
热电偶热电势的大小，只是与导体A和B的材料有关，与冷热端的温度有关，与导体的粗细长短及两导体接触面积无关。

分度表的计算

分度表是在参考端温度为0℃时，通过实验建立起来的热电势与工作端温度之间的数值对应关系。

热电偶基本定律

只有由化学成分不同的两种导体材料组成的热电偶，其两端点间的温度不同时，才能产生热电势。
相同材料组成的热电偶，即使两个接点的温度不同，回路的总热电势也等于零。应用这一定律可以判断两种金属是否相同。
不相同的两种材料组成的热电偶，若两个接点的温度相同，回路中的总热电势也等于零。

中间导体定律

在热电偶中插入第三种材料，只要插入材料两端的温度相同，对热电偶的总热电势没有影响。
实际意义：测量时必须有仪表，这相当于第三种材料。

中间温度定律

$\begin{array}{l} E_{A B}\left(t, t_{n}, t_{0}\right) \\ =E_{A B}\left(t, t_{n}\right)+E_{A B}\left(t_{n}, t_{0}\right) \end{array}$

实用价值：当自由端温度不为0℃时，可利用该定律及分度表求得工作端温度。

补偿导线

补偿导线应在一定范围内，热电性能跟热电偶的相同，作用是延长热电偶的自由端。

参考电极定律

如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电势已知，则此两种导体组成热电偶的热电势就己知。

通常采用铂作为标准电极。