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将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路,当两个接点电1 和2的温度不同时,如果T>T0 ,在回路中就会产生热电动势,并在回路中有一定大小的电流,此种现象称为热电效应。该电动势就是著名的“塞贝克温差电动势”,简称“热电动势”,记为 EAB,导体A,B称为热电极。接点1通常是焊接在一起的,测量时将它置于测温场所感受被测温度,故称为测量端(或工作端热端)。接点2要求温度恒定,称 为参考端(或冷端)。由两种导体的组合并将温度转化为热电动势的传感器叫做热电 偶。 热电动势是由两种导体的接触电势(珀尔贴电势)和单一导体的温差电势 (汤姆逊电势)所组成。热电动势的大小与两种导体材料的性质及接点温度有关。 导体内部的电子密度是不同的,当两种电子密度不同的导体A与B接触时,接触面上就会发生电子扩散,电子从电子密度高的导体流向密度低的导体。电子扩散的速 率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB,且NA>NB,电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电,导 体B则获得电子而带负电,在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子的扩散,达到动平衡时,在接触区形成一个稳定的电位差,即接触电势,其大小为
对于已选定的热电偶,当参考温度恒定时,总热电动势就变成测量端温度T的单值函数,即EAB(T,T0)=f(T)。这就是热电偶温度计测量温度的基本原理。
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