热电偶基本定律及其在温度测量中的应用

1）中间导体定律

金属导体A、B组成的热电偶中插入第三种导体C时，只要插入导体的两端温度相同，则对热电偶的总热电势没有影响，如图6.19所示。

图6.19　热电偶中加入第三种材料

这一定律具有特别重要的实际意义。利用热电偶测量温度时，必须在热电偶回路中接入电气测量仪表，也就相当于接入第三种材料，根据这一定律，在回路中接入毫伏表，只要保证毫伏表两接点的温度一致，就可完成对热电势的测量而不影响热电偶的输出。而且根据这一定律，也允许采用任意的焊接方法来焊接热电偶。

2）连接导体定律

如图6.20所示，在热电偶回路中，若导体A、B分别与连接导线C、D相接，接点温度分别为T、Tn、T0，则回路的总热电势等于热电偶电势EAB（T，Tn）与连接导线电势ECD（Tn、T0）的代数和，即

连接导体定律是工业上运用补偿导线法进行温度测量的理论基础。补偿导线法又称延伸电极法，由于热电偶的长度一般只有一米左右，在实际测量中，需要将热电偶的电势传输到数十米以外的显示或控制仪表，根据连接导体定律即可实现上述要求。一般选用直径粗、导电系数大的材料制作延伸导线，以减小热电偶回路的电阻。

3）中间温度定律

在图6.20中，当导体A与C、B与D的材料分别相同时，式（6.21）可写成

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图6.20　连接导体定律

即由A、B导线组成的热电偶回路的总热电势，等于温度分别为T、Tn的热电势和Tn、T0的热电势之和。中间温度定律为制定分度表奠定了理论基础，只要已知参考端温度为T0＝0°C时的“热电势-温度”关系，由式（6.22）就可求得参考温度不等于0°C时的热电势。即

式中，T0＝0°C，Tn≠0°C。

4）参考电极定律

如图6.21所示，如果两种导体A、B分别与第三种导体C组成的热电偶所产生的热电势已知，则A、B导体组成的热电偶也已知，即

图6.21　参考电极定律的三只热电偶

由此可知，当任一电极A、B、C、D…与一标准电极X组成热电偶产生热电势为已知时，就可利用式（6.24）求出这些热电极彼此任意组成热电偶时的热电势。通常选用铂作为标准电极。

例如，已知EAC（1 084.5，0）＝13.967 mV，EBC（1 084.5，0）＝8.354 mV，则