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霍尔传感器测转速原理
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来源:电工之家
作者:编辑部
【摘要】磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。 霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电......
磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。　　　　
霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。　　　　
霍尔效应传感器
1-霍尔半导体元件 2-永久磁铁 3-挡隔磁力线的叶片（14分）如图1所示，载流导体薄板处在垂直于电流方向的磁场中时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差，称为霍尔电压UH，这种现象称为霍尔效应。设图1中通过导体的电流为Is，垂直于薄板表面的磁场磁感应强度为B，自由电荷电荷量为q，单位体积内自由电荷的数量为n，薄板的厚度为d，宽度为b（1）选用上述各量表示霍尔电压UH的值；（2）技术上应用霍尔效应可以测量未知磁场的磁感应强度，这样的仪器叫做磁强计。a.请在上问的基础上从原理上说明如何利用霍尔效应测量磁感应强度？b.当待测磁场发生一很小变化时，测量仪器显示的值变化越大，就称其越灵敏。简要说明如何提高上述测量的灵敏程度？（3）在一个很小的半导体薄片上，制作四个电极，就成了一个霍尔元件，图2所示的就是一种霍尔元件，将其与电压放大电路等辅助装置连接起来，就可以测量磁场的分布情况。当霍尔元件垂直轴线置于图3所示通电螺线管的正中央位置时，测得霍尔电压UH=72.0mV。已知正中央位置的磁感应强度B=2.4mT，图4为根据沿轴线逐点测量的实验结果绘制的图线，在靠近轴线的区域各处的磁感应强度都和轴线处相差不多。 技术上还常用测量通过小线圈的电荷量的方法探测磁场。若有匝数N=10，直径D=1cm，电阻R=1Ω的圆形线圈与可显示通过其电荷量的仪器相连，把它放在轴线上x=15cm处，然后急速地把它移到磁场外面，运动过程中保持线圈平面与轴线垂直，计算此过程通过它的电荷量。(结果保留两位有效数字)
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（14分）如图1所示，载流导体薄板处在垂直于电流方向的磁场中时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差，称为霍尔电压UH，这种现象称为霍尔效应。设图1中通过导体的电流为Is，垂直于薄板表面的磁场磁感应强度为B，自由电荷电荷量为q，单位体积内自由电荷的数量为n，薄板的厚度为d，宽度为b（1）选用上述各量表示霍尔电压UH的值；（2）技术上应用霍尔效应可以测量未知磁场的磁感应强度，这样的仪器叫做磁强计。a.请在上问的基础上从原理上说明如何利用霍尔效应测量磁感应强度？b.当待测磁场发生一很小变化时，测量仪器显示的值变化越大，就称其越灵敏。简要说明如何提高上述测量的灵敏程度？（3）在一个很小的半导体薄片上，制作四个电极，就成了一个霍尔元件，图2所示的就是一种霍尔元件，将其与电压放大电路等辅助装置连接起来，就可以测量磁场的分布情况。当霍尔元件垂直轴线置于图3所示通电螺线管的正中央位置时，测得霍尔电压UH=72.0mV。已知正中央位置的磁感应强度B=2.4mT，图4为根据沿轴线逐点测量的实验结果绘制的图线，在靠近轴线的区域各处的磁感应强度都和轴线处相差不多。 技术上还常用测量通过小线圈的电荷量的方法探测磁场。若有匝数N=10，直径D=1cm，电阻R=1Ω的圆形线圈与可显示通过其电荷量的仪器相连，把它放在轴线上x=15cm处，然后急速地把它移到磁场外面，运动过程中保持线圈平面与轴线垂直，计算此过程通过它的电荷量。(结果保留两位有效数字)
（14分）如图1所示，载流导体薄板处在垂直于电流方向的磁场中时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差，称为霍尔电压UH，这种现象称为霍尔效应。设图1中通过导体的电流为Is，垂直于薄板表面的磁场磁感应强度为B，自由电荷电荷量为q，单位体积内自由电荷的数量为n，薄板的厚度为d，宽度为b（1）选用上述各量表示霍尔电压UH的值；（2）技术上应用霍尔效应可以测量未知磁场的磁感应强度，这样的仪器叫做磁强计。a.请在上问的基础上从原理上说明如何利用霍尔效应测量磁感应强度？b.当待测磁场发生一很小变化时，测量仪器显示的值变化越大，就称其越灵敏。简要说明如何提高上述测量的灵敏程度？（3）在一个很小的半导体薄片上，制作四个电极，就成了一个霍尔元件，图2所示的就是一种霍尔元件，将其与电压放大电路等辅助装置连接起来，就可以测量磁场的分布情况。当霍尔元件垂直轴线置于图3所示通电螺线管的正中央位置时，测得霍尔电压UH=72.0mV。已知正中央位置的磁感应强度B=2.4mT，图4为根据沿轴线逐点测量的实验结果绘制的图线，在靠近轴线的区域各处的磁感应强度都和轴线处相差不多。 技术上还常用测量通过小线圈的电荷量的方法探测磁场。若有匝数N=10，直径D=1cm，电阻R=1Ω的圆形线圈与可显示通过其电荷量的仪器相连，把它放在轴线上x=15cm处，然后急速地把它移到磁场外面，运动过程中保持线圈平面与轴线垂直，计算此过程通过它的电荷量。(结果保留两位有效数字)
科目:最佳答案
(1)(2)a.保证通过导体的电流Is一定时，霍尔电压UH与磁感应强度B成正比，事先通过理论及实验的方法测定UH与B的比值，即可通过测量UH来确定待测磁场的磁感应强度B.b.提高的值，可以使测量磁场的灵敏程度提高。(3)
试题分析：（1）载流导体薄板中通有恒定电流Is时，设薄板中自由电荷做定向运动的速度设为，则载流导体薄板在磁场中，自由电荷做定向运动，受洛仑兹力作用，在左右两侧分别聚集正负电荷，薄板内形成电场，当电场力与洛仑兹力平衡时薄板左右两侧间形成稳定的霍尔电压UH，此时有：；整理得：（2）a.当载流导体垂直置于待测磁场中时，由知，保证通过导体的电流Is一定时，霍尔电压UH与磁感应强度B成正比，事先通过理论及实验的方法测定UH与B的比值，即可通过测量UH来确定待测磁场的磁感应强度B；b.提高的值，可以使测量磁场的灵敏程度提高。（3）霍尔元件垂直轴线置于螺线管正中央位置时，霍尔电压UH=72.0mV，已知此处B=2.4mT，求得UH与B的对应关系为：UH=30B由图3知：当把小线圈放在轴线上x=15cm处时，UH=70.0mV，可求得对应位置小线圈从x=15cm处迅速移出磁场的过程中，线圈中的平均电动势平均电流通过线圈横截面的电荷量：考点：本题考查了带电粒子在复合场中的运动、电磁感应定律、欧姆定律。

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半导体制冷片（TE）也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
　　半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，以下的图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成
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半导体制冷片的工作原理
& & 当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定，以下三点是热电制冷的温差电效应。
　　1、 塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）
　　一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势： ES=S.△T
　　式中：ES为温差电动势
　　S（?）为温差电动势率（塞贝克系数）
　　△T为接点之间的温差
　　2、 珀尔帖效应（PELTIER EFFECT）
　　一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。
　　Qл=л.I л=aTc
　　式中：Qπ 为放热或吸热功率
　　π为比例系数，称为珀尔帖系数
　　I为工作电流
　　a为温差电动势率
　　Tc为冷接点温度
　　3、 汤姆逊效应 （THOMSON EFFECT）
　　当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热之外，导体还要放出或吸收热量，在温差为△T的导体两点之间，其放热量或吸热量为：
　　Qτ=τ.I.△T
　　Qτ为放热或吸热功率
　　τ为汤姆逊系数
　　I为工作电流
　　△T为温度梯度
　　以上的理论直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。
　　约飞的理论得到实践应用后，有众多的学者进行研究到六十年代半导体制冷材料的优值系数，才达到相当水平，得到大规模的应用，也就是我们现在的半导体制冷片件。
　　中国在半导体制冷技术开始于50年代末60年代初，当时在国际上也是比较早的研究单位之一，60年代中期，半导体材料的性能达到了国际水平，60年代末至80年代初是我国半导体制冷片技术发展的一个台阶。在此期间，一方面半导体制冷材料的优值系数提高，另一方面拓宽其应用领域。中国科学院半导体研究所投入了大量的人力和物力，获得了半导体制冷片，因而才有了现在的半导体制冷片的生产及其两次产品的开发和应用。
制冷片的技术应用
半导体制冷片作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：
1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。
2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。
3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。
4、 半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。
5、 半导体制冷片的反向使用就是温差发电，半导体制冷片一般适用于中低温区发电。
6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。
7、 半导体制冷片的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。
通过以上分析，半导体温差电片件应用范围有：制冷、加热、发电，制冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：
1、 军事方面：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。
2、 医疗方面；冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。
3、 实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。
4、 专用装置方面：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。
5、 日常生活方面：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱等。此外，还有其它方面的应用，这里就不一一提了。
半导体制冷片的散热方式
　　半导体制冷片件的散热是一门专业技术，也是半导体制冷片件能否长期运行的基础。良好的散热才能获得最低冷端温度的先决条件。以下就是半导体制冷片的几种散热方式：
　　1、 自然散热。
　　采用导热较好的材料，紫铜铝材料做成各种散热片，在静止的空气中自由的散发热量，使用方便，缺点是体积太大。
　　2、 充液散热。
　　用较好的散热材料做成水箱，用通液体或通水的方法降温。缺点是用水不方便，浪废太大，优点是体积小，散热效果最好。
　　3、 强迫风冷散热。
　　工作气氛为流动空气，散热片所用的材料和自然散热片相同，使用方便，体积比自然冷却的小，缺点是增加一个风机出现噪音。
　　4、 真空潜热散热。
　　最常用的就是“热管”散热片，它是利用蒸发潜热快速传递热容量。
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制冷效率太低了.功率也很小.
I am back.
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单位过去买过半导体制冷堆结构仪器使用效果感觉不是很理想后来放库了
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半导体温差发电片 21CN高端产品
本公司目前最新开发的半导体温差发电组件,属国内领先水平，其内阻小、耐高温、长寿命。完全符合开发温差发电机的需要。
& & 若两面温差能达到摄氏60度，则发电电压可达到3.5V，电流可达到3-5A。
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本公司目前最新开发的半导体温差发电组件,属国内领先水平，其内阻小、耐高温、长寿命。完全符合开发温差发电机的需要。
& & 若两面温差能达到摄氏60度，则发电电压可达到3.5V，电流可达到3-5A。
温差发电实验一
【实验目的】
演示西伯克（Seebeck）效应和帕尔帖（Peltier）效应。
【实验器材】
热电转换仪，两个玻璃烧杯，温度计（两个），直流稳压电源。如图77-1所示。
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【实验原理】
1. 西伯克(seebeck)效应
有两种不同导体组成的开路中，如果导体的两个结点存在温度差，这开路中将产生电动势E，这就是西伯克效应。由于西伯克效应而产生的电动势称作温差电动势。
材料的西伯克效应的大小，用温差电动势率a表示。材料相对于某参考材料的温差电动势率为
由两种不同材料P、N所组成的电偶，它们的温差电动势率等于与之差，即
热电制冷中用P型半导体和N型半导体组成电偶。两材料对应的和，一个为负，一个为正。取其绝对值相加，并将直接简化记作a，有
　　　　　　　　　　　　　(77-3)
2. 帕尔帖(peltire)效应
电流流过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量，或向外界放出热量。这就是帕尔帖效应。由帕尔帖效应产生的热流量称作帕尔帖热，用符号表示。
对帕尔帖效应的物理解释是：电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。材料的帕尔贴效应强弱用它相对于某参考材料的帕尔贴系数表示
　　　　　　　　　　(77-4)
式中 ----- 流经导体的电流，单位A。
类似的，对于P型半导体和N型半导体组成的电偶，其帕尔贴系数（或简单记作）有
　　　　　　　　　　 　　 (77-5)
帕尔贴效应与西伯克效应都是温差电效应，二者有密切联系。事实上，它们互为反效应，一个是说电偶中有温差存在时会产生电动势；一个是说电偶中有电流通过时会产生温差。温差电动势率a与帕尔贴系数之间存在下述关系
　　　　　　　　　　　　　　(77-6)
式中 -- 结点处的温度，单位。
3. 汤姆逊效应
电流通过具有温度梯度的均匀导体时，导体将吸收或放出热量。这就是汤姆逊效应。由汤姆逊效应产生的热流量，称汤姆逊热，用符号表示
　　　　　　　　(77-7)
式中- 汤姆逊系数，单位 ；- 温度差，单位； - 电流，单位A。
在热电制冷分析中，通常忽略汤姆逊效应的影响。另外，需指出：以上热电效应在电流反向时是可逆的。由于固体系统存在有限温差和热流，所以热电制冷是不可逆热力学过程。
4．热力学第一定律：外界向系统传递的热量中的一部分用于系统对外作的功，一部分用于使系统的内能增加。
热力学第二定律：在孤立系统中发生的自发过程总是从包含微观态数目少的宏观态向包含微观态多的宏观态转变，或者说，从热力学概率小的宏观态向热力学概率大的宏观态过渡。
【实验操作与现象】
1. 西伯克(seebeck)效应
（2）将转换仪的一边金属支架放到热水中，将另一条金属支架放到冷水中，温度计分别放入其中。
（3）过一段时间，热水中的能量就被转换成功，可以看到风扇转动起来。
（4）将热水和冷水倒入到一个更大的容器中，并将两支架都放入其中，这时风扇就不再转动了。
（5）更进一步，将一支架放到混合液中，而另一支架放入到冷水中，观察现象。
2．帕尔帖(peltire)效应
（1）将稳压直流电源连接到热电转换仪上。
（2）将转换仪开关掷到“down”的位置，打开电源开关。
（3）等上一段时间，就可以感觉到两边金属支架的温度有差别了（注意：在这个实验中，没有必要将转换仪支架放入水中）。
（4）为了能观察得更细致，可以让转换仪从室温开始工作，经过一段时间后，用温度计分别测量两边支架的温度，以便具体地观察出温度的差异。
3．在演示完帕尔帖(peltire)效应后，关闭电源。将转换仪开关掷到“up”的位置，等一段时间，转换仪两边支架温度不同，其之间的温差将产生电流，电风扇旋转起来。
【注意事项】
1．不要让电源供电的时间超过两分钟，电源电压不要超过8V。。
2．工作的电流不能过大，建议电压用5V，电流用3A。
3．实验中要小心，不要碰翻热水杯，以免烫伤。
温差发电实验二
测定温差电动势实验方法
【目的和要求】
　　测定温差电动势，确定两种不同材料的温差电动势与温差的关系式。
【仪器和器材】
　　两种不同材料的金属丝各1根（长0．3－0．4米，粗细不限，但以相近为好），晶体管电压表（J0412型，1毫伏－300伏），烧杯2个（250毫升），酒精灯，温度计2支（0－100℃），冰（200克左右），方座支架（J1102型）。
【实验方法】
　　1．取两种不同金属的导线，例如康铜和铜。把铜线剪为两段，每段的一端分别与康铜线两端钮接在一起，另一端分别接在电压表的接线柱上，如图4．32－1所示。其中金属甲为康铜线，金属乙为铜线。
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2．把碎冰放入低温端烧杯中加少许冷水，高温端的杯中加冷水，即可发现电压表指针偏转。读出高温端温度和电压表示数，记入表1中。
3．用酒精灯对高温端烧杯加热，密切注意温度变化。高温端温度每改变10℃左右读一次电压表示数，并将数据记入表1。
4．取任意三组E、t值代入（1）式，确定A、B、C的值，写出E～t函数式，并取某些实测温差值进行计算，比较计算结果与该温差下的实验结果，验证E～t关系式的正确性。
温差电现象
　　在奥斯特、安培寻找电与磁的联系的同时，出生在雷维尔的科学家塞贝克曾致力寻找热与电的联系。
　　塞贝克17岁离开自己的祖国，先在柏林学医，1818年被选为柏林科学院院士。丹麦物理迷家奥斯特的实验诱使他进行了一系列的电学研究，1821年，他建成了由部分铜和部分铋组成的闭合电路。把一个金属接头握在手里，由于他手中的体热使两个接头有温差存在，结果电流计指针发生了偏转，这证明有电流发生。他又将其中的一个接头冷却，发现了类似的效应。这个效应随不同的金属而改变。而且温差愈大，效应也愈大。
　　由于温差电的发现，物理学上便出现了以塞贝克的名字命名的塞贝克效应。其具体的实验过程是这样的：将两种不同金属Ａ和Ｂ连接放的闭合电路。若将它们的两个接点分别置于温度为Ｔ０（在这里０为下标）和Ｔ（假设Ｔ０/span&
　　ε＝a(T-T0)+1/2b(T-T0) 2+1/3c(T-T0) 3
　　在温差范围不大时，可以用下式表示：
　　ε＝a(T-T0)+1/2b(T-T0) 2
　　式中a,b,c是与用作温差电偶的金属的性质有关的常数，塞贝克的这个热电源与当时的伏打电池不同。热电源的电动热稳定，正因为如此，这种电源不久被欧姆运用，导出了著名的欧姆定律。
　　在塞贝克效应发现后的13年，即1834年，一个巴黎的钟表匠珀耳贴把他的后半生献身于科学探索，他从另一个方式证明，电流不仅可以生热，而且它还会致冷。当电流从铋流到铜时，他发现在铜铋结上温度上升了10°C；而电流以相反的方向通过时，铜铋结温度则下降了5°C。在铜铋结上人们发现了更大的温差。
　　后来的楞茨电磁感应定律正是在此∩闲纬傻摹?BR&温差发电组件技术参数
Temp.Difference.max(at th=25℃)
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热电偶的工作原理(热电偶原理)& && &什么叫热电偶？这就要从热电偶测温原理说起，热电偶是一种感温元件,是一次仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。& && &热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。 B：热电偶工作原理：& && &两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。& && & 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： 1：热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数； 2：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关； 3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。常用的热电偶材料有： 热电偶分度号热电极材料 正极负极S铂铑10纯铂R铂铑13纯铂B铂铑30铂铑6K镍铬镍硅T纯铜铜镍J铁铜镍N镍铬硅镍硅E镍铬铜镍
1821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，这就是热电效应，也称作“塞贝克效应（Seebeck effect）”。
06:39 上传
Thomas Johann Seebeck（）
［发现者］托马斯·约翰·塞贝克（也有译做“西伯克”）1770年生于塔林（当时隶属于东普鲁士，现为爱沙尼亚首都）。塞贝克的父亲是一个具有瑞典血统的德国人，也许正因为如此，他鼓励儿子在他曾经学习过的柏林大学和哥廷根大学学习医学。1802年，塞贝克获得医学学位。由于他所选择的方向是实验医学中的物理学，而且一生中多半时间从事物理学方面的教育和研究工作，所以人们通常认为他是一个物理学家。
& && &&&毕业后，塞贝克进入耶拿大学，在那里结识了歌德。德国浪漫主义运动以及歌德反对牛顿关与光与色的理论的思想，使塞贝克深受影响，此后长期与歌德一起从事光色效应方面的理论研究。塞贝克的研究重点是太阳光谱，他在1806年揭示了热量和化学对太阳光谱中不同颜色的影响，1808年首次获得了氨与氧化汞的化合物。1812年，正当塞贝克从事应力玻璃中的光偏振现象时，他却不晓得另外两个科学家布鲁斯特和比奥已经抢先在这一领域里有了发现。
& && &&&1818年前后，塞贝克返回柏林大学，独立开展研究活动，主要内容是电流通过导体时对钢铁的磁化。当时，阿雷格（Arago）和大卫（Davy）才发现电流对钢铁的磁化效应，贝塞克对不同金属进行了大量的实验，发现了磁化的炽热的铁的不规则反应，也就是我们现在所说的磁滞现象。在此期间，塞贝克还曾研究过光致发光、太阳光谱不同波段的热效应、化学效应、偏振，以及电流的磁特性等等。
& &1820年代初期，塞贝克通过实验方法研究了电流与热的关系。1821年，塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起，构成一个电流回路。他将两条导线首尾相连形成一个结点，他突然发现，如果把其中的一个结加热到很高的温度而另一个结保持低温的话，电路周围存在磁场。他实在不敢相信，热量施加于两种金属构成的一个结时会有电流产生，这只能用热磁电流或热磁现象来解释他的发现。在接下来的两年里时间（1），塞贝克将他的持续观察报告给普鲁士科学学会，把这一发现描述为“温差导致的金属磁化”。
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赛贝壳的实验仪器，加热其中一端时，指针转动，说明导线产生了磁场
& && & 塞贝克确实已经发现了热电效应，但他却做出了错误的解释：导线周围产生磁场的原因，是温度梯度导致金属在一定方向上被磁化，而非形成了电流。科学学会认为，这种现象是因为温度梯度导致了电流，继而在导线周围产生了磁场。对于这样的解释，塞贝克十分恼火，他反驳说，科学家们的眼睛让奥斯特（电磁学的先驱）的经验给蒙住了，所以他们只会用“磁场由电流产生”的理论去解释，而想不到还有别的解释。但是，塞贝克自己却难以解释这样一个事实：如果将电路切断，温度梯度并未在导线周围产生磁场。所以，多数人都认可热电效应的观点，后来也就这样被确定下来了。（来自：以色列·希伯莱大学网站，陈忠民译）
［应用］热电效应发现后的1830年，人们就为它找到了应用场所。利用热电效应，可制成温差电偶（thermocouple，即热电偶）来测量温度。只要选用适当的金属作热电偶材料，就可轻易测量到从－180℃到＋2000℃的温度，如此宽泛的测量范围，令酒精或水银温度计望尘莫及。现在，通过采用铂和铂合金制作的热电偶温度计，甚至可以测量高达＋2800℃的温度！
& &&&热电偶的两种不同金属线焊接在一起后形成两个结点，如图（a）所示，环路电压VOUT为热结点结电压与冷结点（参考结点）结电压之差。因为VH和VC是由两个结的温度差产生的，也就是说VOUT是温差的函数。比例因数α对应于电压差与温差之比，称为Seebeck系数。
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热电偶测温原理
& & 图（b）所示是一种最常见的热电偶应用。该配置中引入了第三种金属(中间金属)和两个额外的结点。本例中，每个开路结点与铜线电气连接，这些连线为系统增加了两个额外结点，只要这两个结点温度相同，中间金属(铜)不会影响输出电压。这种配置允许热电偶在没有独立参考结点的条件下使用。VOUT仍然是热结点与冷结点温差的函数，与Seebeck系数有关。然而，由于热电偶测量的是温度差，为了确定热结点的实际温度，冷结点温度必须是已知的。冷结点温度为0℃(冰点)时是一种最简单的情况，如果TC=0℃，则VOUT=VH。这种情况下，热结点测量电压是结点温度的直接转换值。不过，在实际应用中这是难以实现的。为此，美国国家标准局(NBS)提供了各种类型热电偶的电压特征数据与温度对应关系的查找表，所有数据均基于0℃冷结点温度。利用冰点作为参考点，通过查找适当表格中的VH可以确定热结点温度。
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效率高过压缩机制冷就好了。。。。学习了。谢谢楼主的资料。
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学习学习关于半导体制冷的原理，谢谢LZ。您辛苦了！
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