【導讀】熱電偶的測溫原理是基於熱電效應。在兩種不同材料的導體或半導體A和B組成的閉合可路中，如果兩個導體A和B的連接點溫度不同，設T>T，則回路中會產生一個電動勢，即生此閉合回路中有電流產生，這種現象稱為熱電效應。

熱電偶的測溫原理是基於熱電效應。在兩種不同材料的導體或半導體A和B組成的閉合可路中
，如果兩個導體A和B的連接點溫度不同，設T>T，則回路中會產生一個電動勢，即生此閉合回路中有電流產生，這種現象稱為熱電效應。熱電效應是由塞貝克在1821年發現的所以又稱為塞貝克效應。回路產生的電動勢稱為熱電動勢。由兩種不同的導體或半導體A和B月成的閉合回路稱為熱電偶，如圖1-19所示。導體或半導體A和B稱為熱電偶的熱電極。熱偶的兩個連接點
，溫度為T的被測對象的接點稱為熱端，又稱為檢測端或者工作端;溫度為參考溫To的另一接點稱為冷端，又稱為參考端和自端。

熱電偶產生的熱電動勢是由接觸電動勢和溫差動勢兩部分組成的。

1.接觸電動勢

兩種不同材料的導體A和B接觸時，由於兩者內部的自由電子密度不同，而在接觸點會:生(sheng)的(de)電(dian)動(dong)勢(shi)
，稱(cheng)為(wei)接(jie)觸(chu)電(dian)動(dong)勢(shi)，又(you)稱(cheng)為(wei)帕(pa)爾(er)貼(tie)電(dian)動(dong)勢(shi)。當(dang)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)的(de)金(jin)屬(shu)接(jie)觸(chu)在(zai)一(yi)起(qi)由(you)於(yu)各(ge)自(zi)的(de)自(zi)由(you)電(dian)子(zi)密(mi)度(du)不(bu)同(tong)，自(zi)由(you)電(dian)子(zi)通(tong)過(guo)接(jie)觸(chu)處(chu)相(xiang)互(hu)向(xiang)對(dui)方(fang)擴(kuo)散(san)。電(dian)子(zi)密(mi)度(du)大(da)的(de)材(cai)料(liao)於(yu)失(shi)去(qu)的(de)電(dian)子(zi)比(bi)獲(huo)得(de)的(de)電(dian)子(zi)多(duo)，所(suo)以(yi)在(zai)接(jie)觸(chu)處(chu)附(fu)近(jin)會(hui)積(ji)累(lei)正(zheng)電(dian)荷(he)，而(er)電(dian)子(zi)密(mi)度(du)小(xiao)的(de)材(cai)料(liao)由(you)於(yu)得(de)的(de)電(dian)子(zi)多(duo)於(yu)失(shi)去(qu)的(de)電(dian)子(zi)，因(yin)此(ci)在(zai)接(jie)觸(chu)處(chu)附(fu)近(jin)會(hui)積(ji)累(lei)負(fu)電(dian)荷(he)
，這(zhe)樣(yang)就(jiu)在(zai)接(jie)觸(chu)處(chu)產(chan)生(sheng)了(le)電(dian)位(wei)

回路中總的接觸電動勢為

e∧в(T,T°)= e∧в( T)-eв(T)(1-9)congshangshugongshizhongkeyikanchu，jiechudiandongshidedaxiaoyuwendugaodijidaotizhongdedianzimiduyouguan。wenduqugaojiechudiandongshiyueda，daotidedianzimiduyuegao，jiechudiandongshiyeyueda。

2.溫差電動勢

對導體A或者導體B來說，其兩端的溫度不同也會產生電動勢，該電動勢稱為溫差電動勢，又稱為湯姆遜電動勢。如果設導體兩端的溫度分別為T和T。由於高溫端"的電子能量比低溫端7的電子能，因此從高溫e(T,石)duankuosandaodiwenduandedianzishuyaobicongdiwenduankuosandaogaowenduandedianzishuduocongershigaowenduanshiqudianzierdaizhengdian，diwenduanyindedaodianzierdaifudian
，congerxingchengleyigeconggaowenduandaodiwenduandejingdianchang

，yincizaidaotideliangduantu1-20 溫差電動便產生了一個電動勢差，這就是溫差電動勢。

e (T,o)=  o dre (T,To)= ondT

(1-10)
(1-11)

式中導體 A、B兩端溫度為T
、T。時形成的溫差電動勢;--高溫端、低溫端的溫度:

湯姆遜係數，表示導體 A、B兩端的溫度差為1℃時所產生的溫差電動勢CA
、OR例如在0℃時，銅的湯姆遜係數σ=2mV/℃。

3.熱電偶回路的總的熱電動勢

由導體A和B組成的熱電偶回路，其接點溫度分別為7、T，如果T>T，則熱電偶的總的熱電動勢包括兩個接觸電動勢和兩個溫差電動勢，即

EB(T,7)=eB(T)-eB(T)+e(T,T)-e(T,T)MM(o-o)a7式中 NAT
、NAT--導體A在接點溫度為T和T。時的電子密度;

(1-12)

NBT、NBT。--導體B在接點溫度為T和T。時的電子密度;

CA、σe--導體A和B的湯姆遜係數。

總熱電偶及熱電動勢原理圖如圖1-21所示，由於溫差電動勢比接觸電動勢要小得多，又因為T>T，所以熱電偶所產生的總的熱電動界EB(T,T)主要由兩個接觸電動勢組成

，故

EAB(T,T)=eAB(T)-eAB(T)(1-13)

對於固定的熱電偶來說
，若冷端溫度T恒定
，則eA(T)為常數，用C來表示，則總的熱電動勢就變成了與熱端溫度T成單值的函數，即

EAB(T,T)=EAB(T,0)+EB(0,T)(1-14)=EB(T,0)-EB(T,0)=EB(T)-EAB(T)=EB(T)-C這就是熱電偶測溫的基本公式
，從以上分析可以看出:(1)熱電偶回路熱電動勢隻與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關，與熱電偶的長度、粗

田無關。(2)隻有用不同性質的導體(或半導體)才能組合成熱電偶:相同材料不會產生熱電動因為當A、B兩種導體是同一種材料時，In(N/N)=0，也即EB(T，To)=0。(3)隻有當熱電偶兩端溫度不同，熱電偶的兩導體材料不同時，才能有熱電動勢產生。(4)導體材料確定後，熱電動勢的大小隻與熱電偶兩端的溫度有關。如果使E(T)=數
，則回路熱電動勢EB(T
，T)就隻與溫度T有關
，而且是7的單值函數，這就是利用電偶測溫的原理。

在實際應用中，熱電動勢和溫度的關係是通過熱電偶的分度表來確定的。根據熱電動勢與度的函數關係，製成熱電偶分度表:分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的電偶具有不同的分度表。

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