热电式传感器：汽车传感器检测技术

热电式传感器利用其传感元件的热电效应，将被测量对象的部分热量转换为反映其温度高低的电信号。

1.热电效应

两种不同材料的导体串成一闭合回路（称之为热电偶，如图2-40所示），如果两接点的温度不同，在回路中就有电流产生，这种由于温度不同而产生电动势的现象被称为热电效应。这种由热电效应所产生的电动势实际上包含了接触电动势和温差电动势两部分。

图2-40 热电偶

（1）接触电动势

两种不同材料的导体接触后，其接触表面就会有自由电子的扩散运动。由于不同材料的导体其自由电子的密度不同，自由电子密度高的导体向自由电子密度低的导体扩散的电子数量多，使其接触表面电子数量减少而呈正极，密度低的导体其接触表面则是由于电子数量的增加而呈负极。于是，两种不同材料的导体接触表面就形成了电位差，此电位差称为接触电动势。

电子扩散的速率与温度和导体的材料有关，因此，不同材料的导体、在不同的温度下，其接触电动势会有所不同。对于确定的材料，接触电动势就只与温度有着一一对应的关系了。(www.xing528.com)

（2）温差电动势

同种导体其两端的温度不同时，在导体高温端，其内部自由电子具有较大的动能，因而总体上导体中的电子从温度高端向温度低端迁移，使得温度高端失去电子而电位升高，温度低端则得到电子而电位降低，从而在导体两端产生电位差，这个电位差称之为温差电势。温差电动势e与导体的材料和冷热端的温度差有关。

2.热电偶温度测量原理

对于材料已经确定了的热电偶来说，其电动势的大小只与两接点的温度有关，且两端的温度差越大，热电偶产生的电动势也越大。通常将热电偶的冷端（非测量端）温度固定，热电偶的电动势就成为热端（测量端）温度的单值函数了。

3.热电偶式温度传感器的特点与应用

热电偶测量温度具有简单、可靠、灵敏、测量精度较高、信号便于远距离传送等优点，特别适用于温度高、测量精度要求也高的温度测量。

在汽车上，热电偶式温度传感器应用很少，应用实例有用来监测三元催化转化器温度的排气温度传感器，在有的汽车上采用热电偶式温度传感器。