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标题: 热电偶是在开路还是回路中工作的，原理是什么，需要热敏电阻测基准温度吗？已解答。 [打印本页]

作者: jianhong_wu 时间: 2016-10-30 11:27
标题: 热电偶是在开路还是回路中工作的，原理是什么，需要热敏电阻测基准温度吗？已解答。
本帖最后由 jianhong_wu 于 2016-10-30 19:52 编辑

★坚鸿-深圳：
大家好，我是鸿哥，现在是本群特别节目《鸿哥发现》。以下的技术观点纯粹是鸿哥个人的推测和理解，不一定完全正确，也还未经权威机构认证，纯属个人一时的见解，仅供参考。
今天的主题是：热电偶。
为什么这个看似百度到处可见的热电偶，会突然让人有那么多疑惑。主要迷惑人的原因是：回路，两个不同材料的金属丝。
而鸿哥经过三个小时的深入研究发现了一段文字，让鸿哥恍然大悟。
相信今天参与讨论的群友，一定百度看到了“塞贝克效应”这个处处跟热电偶有关的词。其实，这个词不是解开热电偶之迷的关键，反而是容易让人产生疑惑的搅拌石。

“塞贝克效应”没有讲到关键点，还是处于表面，没有深入到底层。
先回答今天最大的一个问题。请看图：

我们平时买回来的常见K型号热电阻，像上图所示的内部原理图，内部A与B这两个点到底是断开还是闭合？答案是：断开（不是说结合点的球被剪断，而是指A与B端没有短接）。

这是第一回合，接着讲最精彩最让人激动的第二回。
要解开热电偶的深入底层的原理，恰恰相反，要先抛开“两种不同材料的金属”和“回路”这两个角度，然后才能深入去分析。也就是，要先从“一种金属材料”和“开路”的角度去分析，你才会恍然大悟，最后让你感觉妙不可言。
一种金属材料，左右两个端点，分别命名为L点和R点。当L点的温度高于R点的温度时，L点与R点之间是否有电压差？这是破题的关键。

答案是：一种金属材料，左右两个端点，分别命名为L点和R点。当L点的温度高于R点的温度时，L点与R点之间是会有电压差的（汤姆孙效应）。
再问两个关键问题：先有电压差还是先有电流？在没有回路的情况下，是能不能有电压差，电压差跟回路是否有关？
答案是：
（1）电压差与回路无关，哪怕是断路也可以有电压差。
（2）先有电压差，在回路的情况下，才会有电流。也就是说，先有电压差才有电流。
根据刚才分享的三个知识点，我们现在来破解今天的热电偶之谜。

请看上图，先分析第一种材料DC这段，假设D点温度高于C点温度，根据”汤姆孙效应“效应，以D点为参考点，CD有电压差，假设CD的电压差是5V。再分析第二种材料DE这段。假设D点温度高于E点温度，根据”汤姆孙效应“效应，以D点为参考点，ED有电压差，注意，因为第二种材料跟第一种材料是不一样的，所以产生的电压差往往都是不一样的，假设ED的电压差是3V。综合这两种材料，都是以D点为参考点，CD的电压差是5V，ED的电压差是3V，那么请问，CE之间的电压差是多少？答案是：CE之间的电压差是2V (5V减去3V等于2V)。这个电压差就是热电偶在断开时候的压差。
那么到这里，鸿哥要提出一个大胆的结论，这个大胆的结论是：热电偶在开路的时候就可以工作，不用强求闭合形成回路，因为我们只需热电偶在开路的时候产生的压差，然后用AD芯片把这个压差采集回来（中途一般要经过运放芯片），就可以得到对应的温差值。我今天其实就是纠结这个热电偶的冷端在工作的时候是在回路还是开路？最后我的推算结论居然是冷端在开路的时候也可以工作。
以上的想法和推算不一定正确，纯粹是鸿哥个人的猜想和理解。
今天本群的特别节目《鸿哥发现》就到此结束，感谢各位群友的收看。

南-东莞：
我曾试过D点那个球断开也就是C与E分开是测不出温度的，当然我是用市售的热电偶温度表，可能内部按鸿哥所分析的道理一样，当D点断开后检测电压变高，所以温度显示故障吧。

★坚鸿-深圳：
D点（球）肯定不能断开（剪断）的，因为C和E的关联就是通过D点关联起来的，如果D点（球）断开，那么C与E就是隔离，那么当差分信号本来以C点为基准点的时候，E点因为与C点（基准点）失联而隔离，就会让E点失去参考点，肯定不行。所以，D点（球）永远不能剪断，而C点与E点是内部没有短接的（我也曾称为C与E断开，但是这个断开不是说D点剪断，所以在这里你可能误解我表达的意思）

啦啦-青岛：
我说说我的想法，如果那个球里面是个环，那么如果测量1000度的火焰，这么小的球，这么小的环，两个金属应该温度一样，也就不会产生温度差，也就不会产生电压差了吧？如果这个球不是环，只是两种金属的焊接点，那么这个点测温又有什么用呢？比如说，目标温度30度，环境温度10度，两根导线暴露在环境中测量结果应该是10度吧？这是不是就没了测量点的意义了？

★小陈-东莞：
还要一个热敏电阻。用热电偶测高温，同时，加一个热电阻测常温作为基准温度。我有电路和程序，。。。我测热电偶温度的，我用了两个ADC来检测温度的，一路是热敏电阻，一路是热电偶测温差，最后综合两者。

啦啦-青岛：
这是我用的ad推荐的测量热电偶电路：

★leefei-东莞：
你这个图是个差分放大，外加一个参考温度啊，那个in2的就是热敏电阻，

啦啦-青岛：
对，有个参考温度。

★坚鸿-深圳：
“热电偶”的本质其实只能测温差，用在测温度时，还要一个基准温度，这个基准温度一般用热敏电阻来采集。我以前是直接用外部集成的热电偶温度芯片 MAX6675 做项目的，它芯片内部自带基准温度，所以没有深入了解到这个细节，今天通过群友的讨论，又涨见识了。

★放手-河北：
热电偶测温时，系统中的热敏电阻不是做基准的，是用做冷端补偿的.

★坚鸿-深圳：
冷端补偿和我们所说的“基准温度”是一个意思。请看以下网友观点的截图：

可能有一些系统是用硬件的电桥来做补偿（基准），也有一些系统是用软件来做补偿实现。

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