一中间导体定律和热电势的测量 热电偶的输出信号是毫伏信号,毫伏信号的大小不仅与冷、 热两端的温度有关,还和热电偶的电极材料有关,理论上 任何两种不同导体都可以组成热电偶,都会产生热电势。 毫伏计 但如何来检测热电偶产生的毫伏信号呢? 因为要测量亳伏信号,必须在热电偶回路中串接毫伏信号 的检测仪表,那申接的检测仪表是否会产生额外的热电势 府热电偶回路产生影响呢? 答:不会产监影响的
热电偶的输出信号是毫伏信号，毫伏信号的大小不仅与冷、 热两端的温度有关，还和热电偶的电极材料有关，理论上 任何两种不同导体都可以组成热电偶，都会产生热电势。 但如何来检测热电偶产生的毫伏信号呢？ 因为要测量毫伏信号，必须在热电偶回路中串接毫伏信号 的检测仪表，那串接的检测仪表是否会产生额外的热电势， 对热电偶回路产生影响呢？ 答：不会产生影响的。 t t0 A B C C 毫伏计
中间导体定律 如果断开冷端,接入第三种导体C,并保持A和C、B和C接触处的温 度均为t则回路中的总热电势等于各接点处的接触电势之和 EaBC(t, to)=eB(t)+eBc(to)eca(to 当t=t时,有EABC(t0,0)=eAB(0)+eBC(t0)+ecA()=0 ,于是可得E1BC(,10)=enl(t)-e2(1)=E(tl) 同理还可以证明,在热电偶中接入第四种、第五种…导 6Q计体以后,只要接入导体的两端温度相同,接入的导体对原 热电偶回路中的热电势均没有影响。 根据这一性质,可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接 导线,只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行 测量而不影响热电偶的输出
如果断开冷端，接入第三种导体C，并保持A和C、B和C接触处的温 度均为t0，则回路中的总热电势等于各接点处的接触电势之和: t A B C t0 t0 A B t t0 0 0 0 ( , ) ( ) ( ) ( ) EABC AB BC CA t t e t e t e t 当t＝t0时，有 0 0 0 0 0 ( , ) ( ) ( ) ( ) 0 EABC AB BC CA t t e t e t e t 于是可得 0 0 0 ( , ) ( ) ( ) ( , ) EABC AB AB AB t t e t e t E t t 同理还可以证明，在热电偶中接入第四种、第五种……导 体以后，只要接入导体的两端温度相同，接入的导体对原 热电偶回路中的热电势均没有影响。 根据这一性质，可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接 导线，只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行 测量而不影响热电偶的输出。 t t0 A B C C 毫伏计
中间导体定律 24C℃B50℃ 例:求热电偶回路的电势。 已知:eA(240)=9.747mV,e(50)=2.023mV,ec(50)=3.048mV,e(10)=0.591mV。 解一:B=eA(240)+epg(50)+ecA(10) 而e(50)+epc(50)+ecA(50)=0 E=eAB(240)+eA(10)-eAB(50)-ec(50)=10.181mV 解二:利用中间导体定律 E=eAB(240)+eB(50)+ec(50)+ec(10) =e灬(240)+ec(10)-eA(50)-e(50)=10.181mV
例：求热电偶回路的电势。 已知：eAB(240)=9.747mV，eAB(50)=2.023mV，eAC(50)=3.048mV，eAC（l0）=0.591mV。 解一：E=eAB(240)+eBC(50)+eCA(10)， 而 eAB(50)+eBC(50)+eCA(50)=0 E= eAB(240) +eCA(10)- eAB(50)-eCA(50)=10.181 mV 解二：利用中间导体定律 E=eAB(240)+eBA(50)+eAC(50)+eCA(10) = eAB(240) +eCA(10)- eAB(50)-eCA(50)=10.181 mV
等值普代定律和补偿导线 如果热电偶AB在某一温度范围内所产生的热电势与热电偶CD在同一温度范围内所 产生的热电势相等,即EB(,10)=ECD(t,0),则这两支热电偶在该温度范 围内是可以相互替换的,这就是所谓的热电偶等值替代定律。 例如左图,设EAB(t2,t0)=EcD(t2t0), A B 证明该回路的总热电势为EAB(1) A B A B
如果热电偶AB在某一温度范围内所产生的热电势与热电偶CD在同一温度范围内所 产生的热电势相等，即 ，则这两支热电偶在该温度范 围内是可以相互替换的，这就是所谓的热电偶等值替代定律。 0 0 ( , ) ( , ) EAB CD t t E t t t0 t A A A B B C D B t t0 tc tc 例 如左图，设 ， 证明该回路的总热电势为 0 0 ( , ) ( , ) EAB c CD c t t E t t 0 ( , ) EAB t t
恒温环境 生产现场 补偿导线 毫伏计 C D A B 冷端的延伸 热电偶 被测设备 某热电偶,热端温度为t,冷端温度为t,显然冷端温度难以实现恒定,怎么办? 可以把热电偶做得很长,一直到控制室。把冷端温度延伸到控制室,变为to,恒定t比较容易 此时,测得的热电势为EA2(t,)+EA(t,t0)=EA2(1) 但热电偶一般为(较)贵重的金属,采用如图所示的延伸方式将需要大量的贵金属材料,不妥。 如果选用一组较康价的材料(C、D),且CD在一定温度范围内所产生的热电势与热电偶AB在同 温度范围内所产生的热电势相等,就可以用CD来替代AB的延伸段。 EAB(t, t o)+EcD(t, to)=EAB( CD即为热电偶AB的补偿导线,通常CD采用比热电偶电极材料更廉价的两种金属材料做成 般在0~100℃范围内要求补偿导线要与被补偿的热电偶具有几乎完全相同的热电性质。 在选择和使用补偿导线时,要和热电偶的型号相匹配,注意极性不能接错,热电偶与补偿导 线连接处的温度一般不能高于100℃
某热电偶，热端温度为t，冷端温度为tc，显然冷端温度难以实现恒定，怎么办？ D C 补偿导线 冷端的延伸 t tc A B 热电偶 被测设备 生产现场 t0 毫伏计 恒温环境 A B 可以把热电偶做得很长，一直到控制室。 把冷端温度延伸到控制室，变为t0，恒定t0比较容易 此时，测得的热电势为 0 0 ( , ) ( , ) ( , ) EAB c AB c AB t t E t t E t t 但热电偶一般为（较）贵重的金属，采用如图所示的延伸方式将需要大量的贵金属材料，不妥。 如果选用一组较廉价的材料（C、D），且CD在一定温度范围内所产生的热电势与热电偶AB在同 一温度范围内所产生的热电势相等，就可以用CD来替代AB的延伸段。 0 0 ( , ) ( , ) ( , ) EAB c CD c AB t t E t t E t t CD即为热电偶AB的补偿导线，通常CD采用比热电偶电极材料更廉价的两种金属材料做成，一 般在0～100℃范围内要求补偿导线要与被补偿的热电偶具有几乎完全相同的热电性质。 在选择和使用补偿导线时，要和热电偶的型号相匹配，注意极性不能接错，热电偶与补偿导 线连接处的温度一般不能高于100℃