热电偶工作原理与特性解析

"标准化热电偶是温度测量中常用的传感器，主要基于热电效应来工作。本资源详细介绍了热电偶的工作原理、基本定律以及其类型和分度表。同时，讨论了热电偶的补偿导线和冷端温度补偿方法。其中，18B20是一种常见的数字温度传感器，通常与热电偶一起用于精确的温度测量系统。" 热电偶是一种广泛应用于工业和科研领域的温度传感器，其工作原理基于热电效应，即当两种不同材料的导体或半导体在温度不同的两点之间形成闭合回路时，会产生电动势。这个电动势分为接触电势和温差电势两部分，其中接触电势由不同材料的自由电子密度差异引起，而温差电势则由同一导体两端的温度差异导致。在实际应用中，热电偶的热电势与测量端温度成单值函数关系，因此可以通过测量热电势来确定温度。 热电偶的基本定律包括： 1. 均质导体定律：热电偶的热电动势只取决于材料类型和两接点的温度，与热电偶的尺寸、形状或沿电极的温度分布无关。 2. 中间导体定律：在热电偶回路中加入第三导体（中间导体），只要其两端温度相等，不会影响回路的总电势。 3. 中间温度定律：热电偶在不同温度点的热电势可以按中间点温度拆分，这为参考端温度的修正提供了理论基础。 热电偶有多种类型，如S、R、B、K、N、J、T等，每种类型对应不同的分度表，适用于不同的温度范围和精度要求。在实际应用中，为了准确测量，需要考虑冷端温度的补偿，通常通过冷端补偿导线或电子方式进行。18B20是一种数字温度传感器，常与热电偶配合使用，提供更精确的温度数据读取和处理。 标准化热电偶凭借其简单的工作原理、广泛的温度测量范围和良好的稳定性，成为工业自动化和实验室测量中的首选工具。了解并掌握其性能和特点，对于正确使用和维护这些传感器至关重要。