传感器复习提纲.ppt

复习提要复习提要第一章第一章 传感器技术基础传感器技术基础1.传感器的定义传感器的定义2.传感器的组成传感器的组成3、传感器数学模型的分类、传感器数学模型的分类4、传感器的静态特性指标、传感器的静态特性指标5、结构型传感器和物性型传感器的区别、结构型传感器和物性型传感器的区别.1.传感器的定义传感器的定义答：从答：从广义广义的角度来说，传感器是一种能把特定的的角度来说，传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。可用信号输出的器件和装置。狭义狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。国家标准（国家标准（GB766587）能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置用输出信号的器件和装置.2.描述传感器的组成，以及各部分的作用描述传感器的组成，以及各部分的作用传感器由传感器由传感器由传感器由敏感元件、转换元件、基本电路敏感元件、转换元件、基本电路敏感元件、转换元件、基本电路敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成：三部分组成：三部分组成：三部分组成：敏感元件感受被测量敏感元件感受被测量敏感元件感受被测量敏感元件感受被测量;转换元件将响应的被测量转换成电参量转换元件将响应的被测量转换成电参量转换元件将响应的被测量转换成电参量转换元件将响应的被测量转换成电参量;基本电路把电参量接入电路转换成电量基本电路把电参量接入电路转换成电量基本电路把电参量接入电路转换成电量基本电路把电参量接入电路转换成电量;敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件转换元件转换元件转换元件转换元件基本电路基本电路基本电路基本电路电量输出电量输出电量输出电量输出被测量被测量被测量被测量敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件转换元件转换元件转换元件转换元件基本电路基本电路基本电路基本电路电量输出电量输出电量输出电量输出被测量被测量被测量被测量.3.何为结构型传感器？何为物性型传感器？何为结构型传感器？何为物性型传感器？利用场的定律构成的传感器称为：利用场的定律构成的传感器称为：利用场的定律构成的传感器称为：利用场的定律构成的传感器称为：结构型传感器结构型传感器结构型传感器结构型传感器基于物质定律构成的传感器称为：基于物质定律构成的传感器称为：基于物质定律构成的传感器称为：基于物质定律构成的传感器称为：物性型传感器物性型传感器物性型传感器物性型传感器传感元件传感元件传感元件传感元件被测非电量被测非电量被测非电量被测非电量有用电量有用电量有用电量有用电量敏感敏感敏感敏感元件元件元件元件传感传感传感传感元件元件元件元件被测非电量被测非电量被测非电量被测非电量有用电量有用电量有用电量有用电量有用非电量有用非电量有用非电量有用非电量.4.衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说明它们衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说明它们的含义？的含义？答答：线性度、滞后、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、线性度、滞后、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、线性度、滞后、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、线性度、滞后、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移稳定性、漂移稳定性、漂移稳定性、漂移1.1.滞后滞后滞后滞后传感器在正、反行程，输入传感器在正、反行程，输入传感器在正、反行程，输入传感器在正、反行程，输入-输出曲线的不重合程度。输出曲线的不重合程度。输出曲线的不重合程度。输出曲线的不重合程度。2.2.线性度（非线性）线性度（非线性）线性度（非线性）线性度（非线性）传感器的实际输入传感器的实际输入传感器的实际输入传感器的实际输入-输出曲线（校准曲线）与输出曲线（校准曲线）与输出曲线（校准曲线）与输出曲线（校准曲线）与拟合直线之间的吻合（偏离）程度。拟合直线之间的吻合（偏离）程度。拟合直线之间的吻合（偏离）程度。拟合直线之间的吻合（偏离）程度。.3.3.重复性重复性重复性重复性 传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次测试时，所得特性曲线间一致程度的指标。程连续多次测试时，所得特性曲线间一致程度的指标。程连续多次测试时，所得特性曲线间一致程度的指标。程连续多次测试时，所得特性曲线间一致程度的指标。4.4.灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度5.5.分辨力分辨力分辨力分辨力6.6.稳定性稳定性稳定性稳定性长期稳定性长期稳定性长期稳定性长期稳定性有效期有效期有效期有效期分辨力：能检测出的输入量的最小变化量分辨力：能检测出的输入量的最小变化量分辨力：能检测出的输入量的最小变化量分辨力：能检测出的输入量的最小变化量7.7.漂移漂移漂移漂移外界干扰下，输出量发生与输入量无关的变化。外界干扰下，输出量发生与输入量无关的变化。外界干扰下，输出量发生与输入量无关的变化。外界干扰下，输出量发生与输入量无关的变化。.8.8.阈值阈值阈值阈值产生可测输出变化量时的最小输入量值产生可测输出变化量时的最小输入量值产生可测输出变化量时的最小输入量值产生可测输出变化量时的最小输入量值5.什么是传感器的静态特性？什么是传感器什么是传感器的静态特性？什么是传感器的动态特性？的动态特性？答：答：静态特性静态特性静态特性静态特性指当输入量（指当输入量（指当输入量（指当输入量（X X X X）为静态（常量）或变化）为静态（常量）或变化）为静态（常量）或变化）为静态（常量）或变化缓慢的信号时（如温度、压力），描述传感器的缓慢的信号时（如温度、压力），描述传感器的缓慢的信号时（如温度、压力），描述传感器的缓慢的信号时（如温度、压力），描述传感器的输入输出关系。输入输出关系。输入输出关系。输入输出关系。动态特性动态特性动态特性动态特性指当输入量随时间变化时指当输入量随时间变化时指当输入量随时间变化时指当输入量随时间变化时,如如如如:加速度、加速度、加速度、加速度、振动等，描述传感器的输入输出关系。振动等，描述传感器的输入输出关系。振动等，描述传感器的输入输出关系。振动等，描述传感器的输入输出关系。.6.6.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：铂电阻温度传感器：0.45/电桥：电桥：0.02V/放大器：放大器：100(放大倍数放大倍数)笔式记录仪：笔式记录仪：0.2cm/V求：求：(1)(1)测温系统的总灵敏度；测温系统的总灵敏度；(2)(2)记录仪笔尖位移记录仪笔尖位移4 4cm时，所对应的温度变化值。时，所对应的温度变化值。解：解：（1 1）测温系统的总灵敏度为）测温系统的总灵敏度为 cm/（2 2）记录仪笔尖位移）记录仪笔尖位移4 4cm时，所对应的温度变化值为时，所对应的温度变化值为.第二章第二章 电阻式传感器电阻式传感器1、电阻式传感器的工作原理、电阻式传感器的工作原理2、横向效应、横向效应3、温度效应、温度效应4、热输出由哪几个部分组成、热输出由哪几个部分组成5、热输出的补偿、热输出的补偿6、应变电桥的工作特性、应变电桥的工作特性.1.电阻式传感器的基本原理将被测量的变化转换成传电阻式传感器的基本原理将被测量的变化转换成传感器元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信感器元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。号输出。电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件非电量非电量非电量非电量电阻变化电阻变化电阻变化电阻变化2.应变计既敏感纵向应变，又同时受横向应变影响应变计既敏感纵向应变，又同时受横向应变影响而使灵敏系数及相对电阻比都减少的现象，称为而使灵敏系数及相对电阻比都减少的现象，称为横横向效应向效应。3.温度效应温度效应指单纯由温度变化引起应变计电阻变化的指单纯由温度变化引起应变计电阻变化的现象。现象。.4、热输出分为由几部分组成？、热输出分为由几部分组成？前部分为热阻效应所造成；前部分为热阻效应所造成；后部分为试件与敏感栅热膨胀失配所引后部分为试件与敏感栅热膨胀失配所引起。起。.5.热输出的补偿方法热输出的补偿方法（1 1）单丝自补偿）单丝自补偿）单丝自补偿）单丝自补偿（2 2）双丝自补偿）双丝自补偿）双丝自补偿）双丝自补偿.（3 3）桥路补偿法）桥路补偿法）桥路补偿法）桥路补偿法相同的应变片相同的应变片相同的应变片相同的应变片平衡电阻平衡电阻平衡电阻平衡电阻.6.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同么不同?答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。7.应变计的应变计的 蠕变（蠕变（）和零漂（）和零漂（P0）.8、应变电桥的工作特性、应变电桥的工作特性双臂应变电桥双臂应变电桥双臂应变电桥双臂应变电桥单臂应变电桥单臂应变电桥单臂应变电桥单臂应变电桥全臂应变电桥全臂应变电桥全臂应变电桥全臂应变电桥工作臂工作臂工作臂工作臂.一个桥臂一个桥臂一个桥臂一个桥臂R R1 1工作，工作，工作，工作，两个两个两个两个相邻相邻相邻相邻桥臂工作，桥臂工作，桥臂工作，桥臂工作，.两个两个两个两个相对相对相对相对桥臂工作，桥臂工作，桥臂工作，桥臂工作，全臂全臂全臂全臂工作，工作，工作，工作，.9 9：分析桥路补偿块法进行温度补偿的原理分析桥路补偿块法进行温度补偿的原理分析桥路补偿块法进行温度补偿的原理分析桥路补偿块法进行温度补偿的原理解：解：解：解：.1010解：解：解：解：.11.411.4片应变计采用差动布片和全桥接线。如图所示。当弹性元件片应变计采用差动布片和全桥接线。如图所示。当弹性元件片应变计采用差动布片和全桥接线。如图所示。当弹性元件片应变计采用差动布片和全桥接线。如图所示。当弹性元件受偏心力受偏心力受偏心力受偏心力F F作用时，产生的应力为压应力和弯应力，因此，各应变作用时，产生的应力为压应力和弯应力，因此，各应变作用时，产生的应力为压应力和弯应力，因此，各应变作用时，产生的应力为压应力和弯应力，因此，各应变计感受的应变为相应的压、弯应变。求电路的输出？计感受的应变为相应的压、弯应变。求电路的输出？计感受的应变为相应的压、弯应变。求电路的输出？计感受的应变为相应的压、弯应变。求电路的输出？F F.F F.第三章第三章 电感式传感器电感式传感器1、电感式传感器的工作原理和分类、电感式传感器的工作原理和分类2、差动式变气隙传感器与单一变气隙传感器、差动式变气隙传感器与单一变气隙传感器比较有什么优点比较有什么优点3、相敏检波电路的工作原理、相敏检波电路的工作原理4、互感式传感器的工作原理、互感式传感器的工作原理5、电涡流式传感器的工作原理、电涡流式传感器的工作原理6、电涡流式传感器的分类、电涡流式传感器的分类.电磁电磁电磁电磁感应感应感应感应 被测非电量被测非电量被测非电量被测非电量自感系数自感系数自感系数自感系数L L互感系数互感系数互感系数互感系数MM测量测量测量测量电路电路电路电路 U U、I I、f f电感式传感器电感式传感器电感式传感器电感式传感器自感式传感器自感式传感器自感式传感器自感式传感器互感式传感器互感式传感器互感式传感器互感式传感器电涡流式传感器电涡流式传感器电涡流式传感器电涡流式传感器1、电感式传感器的工作原理和分类、电感式传感器的工作原理和分类.2、差动式变气隙传感器与单一变气隙传感器、差动式变气隙传感器与单一变气隙传感器比较有什么优点比较有什么优点衔铁下移衔铁下移衔铁下移衔铁下移 1 1、变气隙式自感传感器、变气隙式自感传感器、变气隙式自感传感器、变气隙式自感传感器.忽略高次项：忽略高次项：忽略高次项：忽略高次项：.衔铁上移衔铁上移衔铁上移衔铁上移 忽略高次项：忽略高次项：忽略高次项：忽略高次项：.2 2、差动自感传感器、差动自感传感器、差动自感传感器、差动自感传感器衔铁下移：衔铁下移：衔铁下移：衔铁下移：忽略高次项：忽略高次项：忽略高次项：忽略高次项：提高一倍提高一倍提高一倍提高一倍 .衔铁中间位置衔铁中间位置衔铁中间位置衔铁中间位置 衔铁上移衔铁上移衔铁上移衔铁上移 正半周正半周正半周正半周 负半周负半周负半周负半周 衔铁下移衔铁下移衔铁下移衔铁下移 3、试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。、试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。.相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的方相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的方向，即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，便向，即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，便能输出既反映位移大小，又反映位移极性的测量信能输出既反映位移大小，又反映位移极性的测量信号。经过相敏检波电路，正位移输出正电压，负位号。经过相敏检波电路，正位移输出正电压，负位移输出负电压，电压值的大小表明位移的大小，电移输出负电压，电压值的大小表明位移的大小，电压的正负表明位移的方向。压的正负表明位移的方向。.4分析电感传感器出现非线性的原因，并分析电感传感器出现非线性的原因，并说明如何改善？说明如何改善？答：答：原因是改变了空气隙长度原因是改变了空气隙长度改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时灵敏度的非线性也将增加，最好使用差动式传感灵敏度的非线性也将增加，最好使用差动式传感器，其灵敏度增加非线性减少器，其灵敏度增加非线性减少。.电涡流式传感器的工作原理电涡流式传感器的工作原理根据电磁感应原理，当金属导体置于变化着的磁场根据电磁感应原理，当金属导体置于变化着的磁场中或在磁场中做切割磁力线运动时，导体内就会产中或在磁场中做切割磁力线运动时，导体内就会产生呈涡旋状的感应电流，这一现象称为电涡流效应。生呈涡旋状的感应电流，这一现象称为电涡流效应。.电涡流式传感器的分类电涡流式传感器的分类.第四章第四章 电容式传感器电容式传感器1、电容传感器的工作原理、电容传感器的工作原理2、电容传感器的分类、电容传感器的分类3、差动结构电容传感器的特点、差动结构电容传感器的特点4、变间距型，变面积型和变介质型电容传感、变间距型，变面积型和变介质型电容传感器原理器原理5、应用中存在的问题：边缘效应以及如何克、应用中存在的问题：边缘效应以及如何克服？服？.1、电容传感器的工作原理、电容传感器的工作原理C C 电容量，单位：电容量，单位：电容量，单位：电容量，单位：F F 法拉法拉法拉法拉 真空介电常数，真空介电常数，真空介电常数，真空介电常数，8.85108.8510-12-12F/mF/m 极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对介电常数A A 极板的有效面积（极板的有效面积（极板的有效面积（极板的有效面积（mm2 2）两平行极板间的距离两平行极板间的距离两平行极板间的距离两平行极板间的距离（mm）.2、电容传感器的分类、电容传感器的分类.动极板上移：动极板上移：动极板上移：动极板上移：初始位置时，初始位置时，初始位置时，初始位置时，3、差动结构电容传感器的特点、差动结构电容传感器的特点.提高一倍提高一倍提高一倍提高一倍减小减小减小减小略去高次项：略去高次项：略去高次项：略去高次项：.4、变间距型，变面积型和变介质型电容传感器原理、变间距型，变面积型和变介质型电容传感器原理+.5、应用中存在的问题：边缘效应以及如何克服？、应用中存在的问题：边缘效应以及如何克服？危害：灵敏度降低、危害：灵敏度降低、产生非线性产生非线性 减小极板厚度减小极板厚度减小极板厚度减小极板厚度d d保护环保护环保护环保护环.第五章第五章 磁电式传感器磁电式传感器1.霍尔效应霍尔效应2.霍尔电势是如何产生的？霍尔电势是如何产生的？3.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？霍尔元件？4.霍尔元件常选择霍尔元件常选择N型半导体的依据型半导体的依据5.磁阻效应磁阻效应6.磁敏二极管的工作原理磁敏二极管的工作原理.半导体1.霍尔效应霍尔效应当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是一现象便是霍尔效应霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电。这个电势差也被叫做霍尔电势差。势差。.2.霍尔电势是如何产生的？霍尔电势是如何产生的？半导体导体中的电荷在电场作用下沿电流方向运动，由于导体中的电荷在电场作用下沿电流方向运动，由于存在垂直于电流方向的磁场，电荷受到洛伦兹力，产存在垂直于电流方向的磁场，电荷受到洛伦兹力，产生偏转，偏转的方向垂直于电流方向和磁场方向，而生偏转，偏转的方向垂直于电流方向和磁场方向，而且正电荷和负电荷偏转的方向相反，这样就产生了电且正电荷和负电荷偏转的方向相反，这样就产生了电势差。势差。.4.霍尔元件常选择霍尔元件常选择N型半导体的依据型半导体的依据因为在因为在N型半导体材料中，电子的迁移率比空穴的型半导体材料中，电子的迁移率比空穴的大，且大，且np，所以霍尔元件一般采用，所以霍尔元件一般采用N型半导体型半导体材料。材料。3.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？因为导体材料的因为导体材料的虽然很大，但虽然很大，但很小，故不宜做很小，故不宜做成元件，而绝缘材料的成元件，而绝缘材料的虽然很大，但虽然很大，但很小，故很小，故也不宜做成元件。也不宜做成元件。.5.磁阻效应磁阻效应某些某些某些某些金属金属金属金属或或或或半导体半导体半导体半导体的的的的电阻值电阻值电阻值电阻值随外加磁场变化而变随外加磁场变化而变随外加磁场变化而变随外加磁场变化而变化的现象。化的现象。化的现象。化的现象。.磁场磁场磁场磁场H=0H=0：少量电子和空穴少量电子和空穴少量电子和空穴少量电子和空穴 在在在在 I I 区、区、区、区、r r区复合区复合区复合区复合正向磁场正向磁场正向磁场正向磁场 H H+：电子和空穴偏向电子和空穴偏向电子和空穴偏向电子和空穴偏向 r r 区，区，区，区，电流因复合增大而减小电流因复合增大而减小电流因复合增大而减小电流因复合增大而减小反向磁场反向磁场反向磁场反向磁场 H-H-：电子和空穴偏向电子和空穴偏向电子和空穴偏向电子和空穴偏向 I I 区，区，区，区，电流因复合减少而增大电流因复合减少而增大电流因复合减少而增大电流因复合减少而增大6.磁敏二极管的工作原理磁敏二极管的工作原理.第六章第六章第六章第六章 压电式传感器压电式传感器压电式传感器压电式传感器1.压电效应压电效应2.压电陶瓷的压电现象压电陶瓷的压电现象3.压电传感器在实际测量系统中的等效电路压电传感器在实际测量系统中的等效电路4.压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量测量 压电器件压电器件压电器件压电器件受力、表面形变受力、表面形变受力、表面形变受力、表面形变电荷电荷电荷电荷.1.压电效应的分类压电效应的分类 正压电效应和逆压电效应（电致伸缩）正压电效应和逆压电效应（电致伸缩）.2.压电陶瓷的压电现象压电陶瓷的压电现象人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体.3.压电传感器在实际测量系统中的等效电路压电传感器在实际测量系统中的等效电路.4.压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量态测量因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。于动态测量。于动态测量。于动态测量。.第七章第七章第七章第七章 热电式传感器热电式传感器热电式传感器热电式传感器1.热电阻的工作原理热电阻的工作原理2.热敏电阻的工作原理热敏电阻的工作原理3.热电偶的工作原理热电偶的工作原理4.金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因5.热电偶基本定律热电偶基本定律热电传感器热电传感器热电传感器热电传感器热能热能热能热能电能电能电能电能.1.热电阻的工作原理热电阻的工作原理原理：金属材料的电阻随温度变化而变化原理：金属材料的电阻随温度变化而变化原理：金属材料的电阻随温度变化而变化原理：金属材料的电阻随温度变化而变化2.热敏电阻的工作原理热敏电阻的工作原理原理：半导体材料的电阻随温度变化而变化原理：半导体材料的电阻随温度变化而变化原理：半导体材料的电阻随温度变化而变化原理：半导体材料的电阻随温度变化而变化3.热电偶的工作原理热电偶的工作原理将两种不同材料的导体或半导体（称为热电偶丝材将两种不同材料的导体或半导体（称为热电偶丝材或热电极）两端焊接起来，构成一个闭合回路，当或热电极）两端焊接起来，构成一个闭合回路，当两导体之间存在温差时，便产生电动势，在回路中两导体之间存在温差时，便产生电动势，在回路中就会形成一个大小的电流，这种现象称为就会形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的理进行温度测量的。.4.金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因当当当当A A和和和和B B两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体积的自由电子数目不同积的自由电子数目不同积的自由电子数目不同积的自由电子数目不同(即电子密度不同即电子密度不同即电子密度不同即电子密度不同)，因此，电子在，因此，电子在，因此，电子在，因此，电子在两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体A A的自由电的自由电的自由电的自由电子密度大于导体子密度大于导体子密度大于导体子密度大于导体B B的自由电子密度，则导体的自由电子密度，则导体的自由电子密度，则导体的自由电子密度，则导体A A扩散到导体扩散到导体扩散到导体扩散到导体B B的电子数要比导体的电子数要比导体的电子数要比导体的电子数要比导体B B扩散到导体扩散到导体扩散到导体扩散到导体A A的电子数大。所以导体的电子数大。所以导体的电子数大。所以导体的电子数大。所以导体A A失去电子带正电荷，导体失去电子带正电荷，导体失去电子带正电荷，导体失去电子带正电荷，导体B B得到电子带负电荷，于是，在得到电子带负电荷，于是，在得到电子带负电荷，于是，在得到电子带负电荷，于是，在A A、B B两导体的接触界面上便形成一个由两导体的接触界面上便形成一个由两导体的接触界面上便形成一个由两导体的接触界面上便形成一个由A A到到到到B B的电场。该电场的电场。该电场的电场。该电场的电场。该电场的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转移，阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作移，阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作移，阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作移，阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作用相等时，即自导体用相等时，即自导体用相等时，即自导体用相等时，即自导体A A扩散到导体扩散到导体扩散到导体扩散到导体B B的自由电子数与在电场的自由电子数与在电场的自由电子数与在电场的自由电子数与在电场作用下自导体作用下自导体作用下自导体作用下自导体B B到导体到导体到导体到导体A A的自由电子数相等时，便处于一种的自由电子数相等时，便处于一种的自由电子数相等时，便处于一种的自由电子数相等时，便处于一种动态平衡状态。在这种状态下，动态平衡状态。在这种状态下，动态平衡状态。在这种状态下，动态平衡状态。在这种状态下，A A与与与与B B两导体的接触处就产两导体的接触处就产两导体的接触处就产两导体的接触处就产生了电位差，称为生了电位差，称为生了电位差，称为生了电位差，称为接触电动势接触电动势接触电动势接触电动势 。.对于导体对于导体对于导体对于导体A A或或或或B B，将其两端分别置于不同的温度场，将其两端分别置于不同的温度场，将其两端分别置于不同的温度场，将其两端分别置于不同的温度场t t、t0t0中中中中(t t0)(t t0)。在导体内部，热端的自由电子具有较大。在导体内部，热端的自由电子具有较大。在导体内部，热端的自由电子具有较大。在导体内部，热端的自由电子具有较大的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，冷端得到电子带负电荷。这样，导体两端便产生了一冷端得到电子带负电荷。这样，导体两端便产生了一冷端得到电子带负电荷。这样，导体两端便产生了一冷端得到电子带负电荷。这样，导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动态平衡状态。这样，导体两端便产生了电位差，我们态平衡状态。这样，导体两端便产生了电位差，我们态平衡状态。这样，导体两端便产生了电位差，我们态平衡状态。这样，导体两端便产生了电位差，我们将该电位差称为将该电位差称为将该电位差称为将该电位差称为温差电动势温差电动势温差电动势温差电动势。.5.热电偶基本定律热电偶基本定律1 1、中间导体定律、中间导体定律、中间导体定律、中间导体定律导体导体导体导体A A、B B组成的热电偶中插入第三种导体组成的热电偶中插入第三种导体组成的热电偶中插入第三种导体组成的热电偶中插入第三种导体C C，只要，只要，只要，只要导体导体导体导体C C两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。2 2、连接导体定律、连接导体定律、连接导体定律、连接导体定律热电偶导体热电偶导体热电偶导体热电偶导体A A、B B分别与分别与分别与分别与连接导线连接导线连接导线连接导线C C、D D相接，相接，相接，相接，总热电势为两部分的代总热电势为两部分的代总热电势为两部分的代总热电势为两部分的代数和。数和。数和。数和。.3 3、中间温度定律、中间温度定律、中间温度定律、中间温度定律若导体若导体若导体若导体A A与与与与C C、B B与与与与D D的材料分别相同，则：的材料分别相同，则：的材料分别相同，则：的材料分别相同，则：4 4、参考电极定律、参考电极定律、参考电极定律、参考电极定律若两种导体若两种导体若两种导体若两种导体A A、B B分别与第三种导体分别与第三种导体分别与第三种导体分别与第三种导体C C组成热电偶组成热电偶组成热电偶组成热电偶的热电势已知，则的热电势已知，则的热电势已知，则的热电势已知，则A A、B B组成的热电偶也已知。组成的热电偶也已知。组成的热电偶也已知。组成的热电偶也已知。标准电极：铂标准电极：铂.