谈谈热电偶传感器的工作原理

热电偶传感器的工作原理

塞贝克效应 ：若金属棒的两端处在不同温度时，则自由电子便会由高温区扩散至低温区，因而产生热流及电流由高温区传流向低温区的现象。

热电偶 (Thermocouple)：使两接点分别接触到不同的温度，则因在不同 金属内导电子的扩散速率不同，，在两金属内的扩散电流大小也会不同，会在两金属的连结回路中会形成一微小的净电流（约10μV左右），实践也可自己找两条不同材料的金属线连接到一起加温观察万用表读数。

但许多状况下，冷端温度并不是0℃，而是某一温度tn，在使用分度表时，对所测量得的电动势进行下式的修正：

ε(T,0) = ε(T, Tn) + ε(Tn, 0)

热偶电动势 = 仪表测量值 + 室温修正值

热电偶信号检测：

无法用万用表直接测量塞贝克效应之电压，因万用表接线与热电偶接线又会产生新的热电偶接面电压。

 电表接线与热电偶接线的热电偶接面电压由“差动放大器”共模增益抵销

 待测热电偶接面电压及参考热电偶接面电压由“差动放大器”差模增益放大

热电偶的特性:　
可量测之温度范围广泛，且传感器大多已规格化
热电偶的最高使用温度与金属线径大小、材料有关
不必附加电源来驱动传感器
可由电路的设计获得极佳之精确度

补偿导线的使用方法:
当测温器与热电偶的距离很长时，确保量测时的精度，最理想的方法是将热电偶依原来之金属线延长后来连接，这种方法在材料的花费上非常地昂贵高，出现了所谓的补偿导线来替代热电偶之导线。

通常补偿导线可分为两种，一为与热电偶同一材质的延伸型（extension type），另一种选择是与热电偶电动势特性相类似的合金补偿型（compensation type ）。前者的精确度较佳，价钱也较昂贵，反之，后者则是价格低廉但却牺牲了精确度。

热电偶种类及工作温度：