熱電偶的原理與特點之三
2.溫差電勢(湯姆遜電勢)
由于導體兩端溫度不同而產生的電勢稱溫差電勢。由于溫度梯度的存在，改變了電子的能量分布(見圖4-4)，高溫(T)
端電子將向低溫端(%)擴散，致使高溫端因失電子帶正電，低溫端恰好相反，因獲電子帶負電。因而，在同一導體兩端也
產生電位差，并阻止電子從高溫端向低溫端擴散，*后使電子擴散建立一個動平衡，此時所建立的電位差稱溫差電勢或湯姆
遜電勢。它與溫差有關，可用下式表示：
式中，盯為湯姆遜系數，它表示溫差為l℃(或1K)時所產生的電動勢值，它的大小與材料性質及兩端溫度有關。
對于導體A，B組成的熱電偶回路，當接點溫度T> To(見圖4-5)時，回踣中溫差電動勢則為導體r
A，B溫差電勢的代數和，即
上式表明，溫差電勢的大小，只與熱電極材料及兩端71溫度有關，而與熱電極的幾何尺寸和沿熱電極的溫度
分布無關。顯而易見，如果兩接點溫度相同，則溫差電勢為零。
3.熱電偶閉合回路的總熱電動勢
接觸電動勢是由于兩種不同材質的導體接觸時產生的電勢，而溫差電勢則是對同導體當其兩端溫度不同時產生的電勢。
在圖4-1所示的閉合回路中，兩個接點處有兩個接觸電勢IIAB (T)與HAB(To)，又因為T> To，在導體A與B中還各有一個溫
差電勢(如圖4-6所示)。因此，閉合回路總熱電動勢EAB(r，To)應為接觸電勢與溫差電勢的代數和，即
所以
各接點的分熱電勢e等于相應的接觸電勢與溫差電勢的代數和，即
在總熱電動勢中，接觸電勢較溫差電勢大得多，因此，它的極性也就取決于接觸電勢的極性。在兩個熱電極中，電子密度大的
導體A為正極，而電子密度小的日則為負極。對分熱電勢，下標A，B均按正電極在前，負電極在后的順序書寫，當T> To時，
eAB(丁)與總熱電動勢的方向一致，而eAB(To)與總熱電勢方向相反。
如將式(4-7a)與式(4-7b)代人式(4-6)中，則
式(4-8)還可用如下形式表示：
比例系數SAB稱為塞貝克系數或熱電動勢率，它是一支熱電偶*重要的特征量。其大小與符號取決于熱電極材料的相對特性。
由式(4-8)看出，熱電偶總的熱電動勢即為兩個接點分熱黽動勢之差。它僅與熱電偶的電極材料和兩接點溫度有關。因此，
接點的分熱電動勢下標的顛倒不會改變分熱電動勢值的大小，而只改變其符號，即
將式(4-10)代入式(4-8)中，可得
由此可見，熱電偶回路的總熱電動勢等于各接點分熱電動勢的代數和，即
對于已選定的熱電偶，當參考端溫度恒定時，eAB(To)為常數C，則總的熱電動勢就變成測量端溫度r的單值函數，即
上式說明，當To恒定不變時，熱電偶所產生的熱電動勢只隨測量端溫度的變化而變化，即一定的熱電動勢對應著一定的溫
度。在熱電偶分度表中，參考端溫度均為0度。因此，用測量熱電動勢的辦法能夠測溫，這就是熱電偶測溫的基本原理。
在實際測溫時，必須在熱電偶測溫回路內引入連結導線與顯示儀表。因此，要想用熱電偶準確地測量溫度，不僅需要了
解熱電偶工作原理，還要掌握熱電偶測溫的基本定則。
公安機關備案號：
