热电偶的基本定律

热电偶的基本定律

在使用热电偶测量温度时，还必须应用热电偶的基本定律。 （1）均质导体定律

如果只用一种均质导体组成闭合回路，则不论其导体是否存在温差，回路中均不会产生电流（即不产生电动势）；反之，如果回路中出现电流，则恰好证明此导体是非均质的。本定律是校验热电偶的材料是否均匀一致的重要依据。


由均质导体定律可得出推论：a）组成热电偶的材料必须是均质导体，否则将会给测量带来附加的误差。因此很有必要根据均质导体定律事先对热电偶进行检测，输出的温差电动势越大，则说明导体材料越不均匀，给测量带来的误差也将越大。b）热电偶必须由两种不同性质的导体或半导体A，B组成，否则即使两结点的温度不同，在回路中也不会产生温差电动势。

（2）中间导体定律
在热电偶回路中接入第三、第四种均质材料的导体后，只要中间接入的导体两端具有相同的温度，就不会影响热电偶的热电势。
用中间导体C接入热电偶AB回路的形式。
假定热电偶的 ，
，根据接触电势和温差电势的概念，则热电势回路的总热电势为：
（6-9）
由于导体C两端温度相同，则无温差电势存在，即 ，而CA与CB的接触电势以式（6-4）代入，得


将上式代入式（6-9），可得
（6-10）
式（6-10）与式（6-5）完全相同，可见，当中间导体两端温度相同时，对热电偶回路的热电势没有影响。

这条基本定律十分重要，有了这条基本定律，我们就可以在热电偶回路中引入各种显示仪表和连接导线等，而且也可以采用各种焊接方法来焊制热电偶，只要保证引入的中间导体两端的温度相同，就不致影响热电偶回路的热电势。

（3）中间温度定律 热电偶AB在接点温度为 时的热电势 等于热电偶AB在接点温度为 和 时热电势 和
的代数和。如图6.6所示，即 = + （6-11）


中间温度定律为制定热电偶的分度表奠定了理论基础。根据这一定律，只要列出冷端温度为0℃时的热电势，均可按式（6-11）计算求得，这样，就可以对热电偶冷端温度进行修正，而且，这条基本定律也是工业测温中应用补偿导线的理论依据，因为只要匹配与热电偶的热电性质相同的补偿导线，便可使热电偶的冷端远离热源，而不影响热电偶的测量精度。