有关热电偶的测验

发布时间：2016-12-19

本文论述了热电偶测温的原理和方法，对热电偶的测温方法进行了解释，并对热电偶的特性做了描述。 一、引言 在做《大学物理实验》中“温差电偶的定标与测温”实验中**次接触到了热电偶。由于出去个人的兴趣，有了用热电偶设计温度计的构想，经过自己查阅书籍，我成功设计出了热电偶设计温度计的方法。
二、实验目的：
（1）了解热电偶的测温原理（2）学会热电偶温度计的设计方法（3）学会数字电压表（或电位差计）的原理和使用方法
三、实验仪器：
铜-康铜温差电偶、数字电压表（或电位差计） 、保温杯、水浴锅(含温 度显示）等。
四、实验原理：
热电偶测量温度的基本原理是热电效应（或温差效应） ，将两种不同材料的导体首尾相连接成闭合回路，如两接点的温度不等，则在回路中就会
产生热电动势，这种现象称之为热电效应（或温差效应） 。热电偶就是由两种 不同的金属材料焊接而成。使用时通常将一端（参考端）保持在一定的恒定 温度(如 0℃或 100℃)，当对另一端（测量端）加热时，在接点处有热电势 产生。如参考端温度恒定，其热电势的大小和方向只与两种金属材料的特性 和测量端的温度有关，而与热电偶的粗细和长短无关。当测量端的温度改变 后，热电势也随之改变，并且温度和热电势之间有一固定的函数关系，利用 这个关系就可以测量温度。 理论和实验均表明，接触电势差的大小和相接处的两种金属的性质及接 触处的温度有关。理论道出公式如下： 当量两种不同的材料的金属想成闭合回路时，按上述接触电势差的性质 可以判定， ，若两接触处的温度分别为 T 和 T0 时，闭合回路的电动势为E ? k / e(T ? T0 ) Ln(na / nb )若 T不等于T0 ，则 E 不等于 0，这种电动势称为温差电动势，这种温差效 应称为温差效应这种组合体称为热电偶 在实际中，给出来的温差电动势都用下式表示：E ? a(t ? t0 ) ? b(t ? t0 )2 ? . . . . . . . . 式中，a,b.....是常数，称为温差系数，表示温差为 10 C 时的电动势，其大 小取决于组成热电偶的材料；t和t0 是接触处的摄氏温度，T0 为冷端温度，T 为 热端温度 在温差不太大的情况下，可近似为：E ? a(t ? t0 可见，若常数和冷端温度已知，只要侧得温度电动势，就能得到热端温度（热端也称做测温端）
五、实验内容：
（1）将数字电压表（电位差计）进行校准。（2）温差电动势测温端放入盛有病水混合物的保温杯中，测量 0 0C 时热电 动势（应该为 0），热端插入水浴锅(含温度显示)中，对水加热，待水沸腾，且水蒸气喷口有足够的水蒸气喷出时，用数字电压表（或电位差计）测出相 应的温差电偶电动势 E（3）在水温降低的过程中测量电偶电动势和读取温度，要同时完成，并且 要求每次温差的测量点宜取在 5℃或10℃的整数倍位置，间隔测量十组并记录数据。
电动势电动势 (4)在温差电偶的线性范围内， 固定 T 0 (一般为 0 0 C),测出不同的已知温度 T 下对应的电动势，则可得到温度-电动势关系曲线，再用线性拟合曲线确定出 常数 a,则得到电动势与温度（E-T）的关系式。 （5）测量并记录数据。
六、注意事项：
①在使用水浴锅和保温杯加热时，注意不要被**！！！ ！！ ②为减小测量误差，数字电压表应尽可能调到灵敏度*高的档位。 ③为便于作图，每次温差的测量点宜取在 5℃或 10℃的整数倍位置

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