工业机器人传感器：温度传感器：热电偶温度传感器的结构与应用.lever.pdf

工业机器人传感器：温度传感器：热电偶温度传工业机器人传感器：温度传感器：热电偶温度传

感器的结构与应用感器的结构与应用

工业机器人传感器：温度传感器：热电偶温度传工业机器人传感器：温度传感器：热电偶温度传

感器的结构与应用感器的结构与应用

1.热电偶温度传感器概述热电偶温度传感器概述

1.1热电偶的基本原理热电偶的基本原理

热电偶是一种基于塞贝克效应（Seebeckeffect）的温度测量装置。塞贝克效应描述了当两种不同

金属导体在两端形成闭合回路时，如果两端的温度不同，回路中会产生电动势（热电势）。这种

现象可以用来测量温度，因为热电势的大小与温度差成正比。

示例：热电偶电动势计算示例：热电偶电动势计算

假设我们有由两种不同金属组成的热电偶，一端置于冰点（0°C），另一端置于待测温度点。热

电偶的电动势可以通过下面的公式计算：

E(T,T)=E(T,T)−E(T,T)

0r0r

其中：-E(T,T)是热电偶在温度T和T之间的电动势。-T是热端的温度。-T是冷端的温

000

度。-Tr是参考温度，通常为0°C。

代码示例代码示例

#热电偶电动势计算示例defcalculate_thermocouple_emf(T,T0,

thermocouple_type=K):

计算热电偶电动势

:paramT:热端温度，单位：摄氏度

:paramT0:冷端温度，单位：摄氏度

:paramthermocouple_type:热电偶类型，默认为K型

:return:热电偶电动势，单位：毫伏

#假设的热电偶电动势数据，实际应用中应使用更精确的数据

emf_data={

K:{

0:0.000,

100:4.095,

200:8.156,

300:12.192,

400:16.207,

500:20.192,

600:24.156,

700:28.095,

800:32.000,

900:35.895,

1000:40.000

}

}

#确保温度在数据范围内

ifTnotinemf_data[thermocouple_type]orT0notin

emf_data[thermocouple_type]:

raiseValueError(Temperatureoutofrange)

#计算电动势

emf_T=emf_data[thermocouple_type][T]

emf_T0=emf_data[thermocouple_type][T0]

emf=emf_T-emf_T0

returnemf

#示例：计算K型热电偶在热端温度为300°C，冷端温度为0°C时的电动势

hot_end_temperature=300

cold_end_temperature=0

emf=calculate_thermocouple_emf(hot_end_temperature,

cold_end_temperature)

print(f在热端温度为{hot_end_temperature}°C，冷端温度为

{cold_end_temperature}°C时，K型热电偶的电动势为{emf}毫伏)

1.2热电偶的分类与特性热电偶的分类与特性

热电偶根据使用的金属材料不同，可以分为多种类型，每种类型都有其特定的温度范围和特性。

常见的热电偶类型包括：

•K型（镍铬型（镍铬-镍硅）镍硅）：广泛使用，成本低，性能稳定，温度范围广。

•J型（铁型（铁-康铜）康铜）：成本更低，但温度范围和稳定性不如