- 热电式传感器是一种将 温度 变化转换为电量变化的装置。它利用传感元件的电磁参数随温度变化的特征来达到测量的目的。
- 将温度转换为电阻值大小的热电式传感器叫作热电阻
- 将温度转换为电势大小的热电式传感器叫作热电偶。
1 热电阻传感器
- 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。
1.1 热电阻
(1) 高温度系数、高电阻率。这样在同样条件下可加快反应速度，提高灵敏度，减小体积和重量。
(2) 化学、物理性能稳定。以保证在使用温度范围内热电阻的测量准确性。
(3) 良好的输出特性。即必须有线性的或者接近线性的输出。
(4) 良好的工艺性，以便于批量生产、降低成本。
- 铂电阻较为精确但是成本较高
- 铜电阻适于在温度较低和没有侵蚀的介质中工作
1.2 热敏电阻
- 电阻值随温度变化的一种热敏元件（半导体）。
- 热敏电阻是由一些金属氧化物, 采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杆状、垫圈状等各种形状。
- 热敏电阻具有以下优点：①电阻温度系数大，灵敏度高；②结构简单；③电阻率高，热惯性小；
- 但它阻值与温度变化呈非线性，且稳定性和互换性较差。
2 热电效应
- 两种不同的金属A和B构成如图所示的闭合回路，如果将它们的两个接点中的一个进行加热，使其温度为T，而另一点置于室温T0中，则在回路中会产生热电势，用
来表示，这一现象称为热电效应。
- 通常把两种不同金属的这种组合叫作热电偶，A、B叫作热电极，温度高的接点叫作热端或工作端，而温度低的接点叫作冷端或自由端。
- 热电效应产生的热电势是由接触电势（珀尔帖电势）和温差电势（汤姆逊电势）两部分组成。
- 接触电势
当两种金属接触在一起时，由于不同导体的自由电子密度不同，在结点处就会发生电子迁移扩散。失去自由电子的金属呈正电位，得到自由电子的金属呈负电位。当扩散达到平衡时，在两种金属的接触处形成电势，称为接触电势。其大小与两种金属的性质有关，还与结点温度有关。 - 温差电势（可忽略）
由同一金属导体两端处于不同的温度场中，由于自由电子密度不同而产生的电势。
3 热电偶的基本定律
3.1 中间导体定律
- 在热电偶中插入第三种材料，只要插入材料两端的温度相同，对热电偶的总热电势没有影响。
- 这一定律具有特别重要的实际意义。因为利用热电偶来测量温度时，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。
3.2 中间温度定律
- 中间温度定律的实用价值：当自由端温度不为0℃时，可利用该定律及分度表求得工作端温度，另外热电偶中补偿导线的使用也依据了此定律。
3.3 连接导体定律和补偿导线
- 实际测量时，为了让自由端免受被测介质温度和周围环境的影响，往往采用补偿导线，将热电偶的自由端延引到远离高温区的地方，从而使新的自由端温度相对稳定。
- 同时当测量端与工作端距离较远时，利用补偿导线可以节约大量贵金属，减少热电偶回路的电阻，而且便于铺设安装。
- 所谓补偿导线，是指在一定的温度范围内，其热电性能与相应热电偶的热电性能相同的廉价导线。它能延长热电偶的自由端。
- 各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，而且必须在规定的温度范围内使用，极性切勿接反。
- 由于A与C、B与D的热电特性相同，由热电偶的基本性质可知：eAC（Tn）= eBD（Tn）=0，则回路总电动势为:
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