热电偶的定标
实验9热电偶标定与测温
［实验目的］1. 掌握对热电偶温度计定标的方法。
［实验仪器］DHT-2型热学实验仪，直流数字电压表，热电偶，保温杯。
［实验原理］热电偶示意图两种不同材料的金属A，金属B相互接触时会发生电子扩散。
当电子扩散达到动态平衡时，形成稳定的电势差。
理论和实验表明接触电动势的大小与相接触的两种金属的性质及接触的温度有关。
则有：Uab=(kT/e)InNa/Nb 1当上述形成闭合回路时由上式接触电势差的性质可以判定若接触处的温度分别为T和To是，则闭合电路的电动势为E=(kT/e)InNa/Nb-=(kTo/e)InNa/Nb==(kT-To/e)InNa/Nb 2 而在实际中上式中给出的温差电动势用下式表示:E=a(t-t0)+b(t-t0)^2+^ 3在温差不太大时上式可近似为E=a(t-t0) 4由上式34可知若常数和冷端温度已知，只要测得温差电动势就能得到热端温度。
［实验内容］1.连接线路（1）将热电偶的冷端置于冰水混合物之中，确保t0=0度（测温度安置于加热器内）2.测量待测热电偶的电动势（1）用直线连接相邻点。
（2）在两个校正点之间的变化关系用线性内插法予以近似，从而得到出校正点外其他点的电动势和温度关系。
注意：（1）在使用电风扇时，需将支持干向上抬起，使空气形成对流。
［数据处理］1. 求铜—康铜热电偶的温差电系数（1）根据Ex=at,（t0=0），在定标曲线中可给出线性化后的平均直线，从而求得a.。
（2）在直线取两点a(Ea，ta)，b(Eb,tb)求斜率K=（Eb-Ea）/(tb-ta)（求温差系数时，不要取原来测量的数据点，并且两点间尽可能相距远一点。
）［结果分析］无。
热电偶定标实验
实验4—8 热电偶定标实验在现代工业自动控制系统中，温度控制是经常遇到的工作，对温度的自动控制有许多种方法。
在实际应用中，热电偶的重要应用是测量温度，它是把非电学量（温度）转化成电学量（电动势）来测量的一个实际例子。
用热电偶测温具有许多优点，如测温范围宽（-200～2000℃）、测量灵敏度和准确度较高、结构简单不易损坏等。
此外由于热电偶的热容量小，受热点也可做得很小，因而对温度变化响应快，对测量对象的状态影响小，可以用于温度场的实时测量和监控。
热电偶在冶金、化工生产中用于高、低温的测量；在科学研究、自动控制过程中作为温度传感器，具有非常广泛的应用。
在大学物理实验中，热电偶温度计的定标是一个传统实验，该实验要求学生找出热电偶的温差电动势与冷热端温差之间的关系，并给出温差电动势与冷热端温差之间的关系曲线，求出经验方程，从而完成其定标工作，使同学们了解热电偶测温度的基本原理。
【实验目的】1. 加深对温差电现象的理解。
2. 了解热电偶测温的基本原理和方法。
3. 了解热电偶定标基本方法。
【实验原理】1. 温差电效应温度是表征热力学系统冷热程度的物理量，温度的数值表示法叫温标。
常用的温标有摄氏温标、华氏温标和热力学温标等。
温度会使物质的某些物理性质发生改变。
一般来讲，任一物质的任一物理性质只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化，都可用它来标志温度，也即制作温度计。
常用的温度计有水银温度计、酒精温度计和热电偶温度计等。
在物理测量中，经常将非电学量如温度、时间、长度等转换为电学量进行测量，这种方法叫做非电量的电测法。
其优点是不仅使测量方便、迅速，而且可提高测量精密度。
温差电偶是利用温差电效应制作的测温元件，在温度测量与控制中有广泛的应用。
本实验是研究一给定温差电偶得温差电动势与温度的关系。
图4-8-1 闭合电路大学物理实验如果用A 、B 两种不同的金属构成一闭合电路，并使两接点处于不同温度，如图4-8-1所示，则电路中将产生温差电动势，并且有温差电流流过，这种现象称为温差电效应。
热电偶的定标实验总结
热电偶的定标实验总结
热电偶是测量温度变化最常用的传感器，其定标实验十分重要。
为了保证定标
数据的准确性，定标实验需遵循一定的操作步骤，并严格要求仪器使用和定标环境的管理。
首先，要仔细阅读热电偶使用说明书，明确其工作原理、技术参数及安全注意
事项。
调整热电偶连接线的电阻为约500Ω，以使传递的电流更准确地表征温度变化。
在实验前确定定标温度，可以准备常温水、沸水或冰水，以便进行标准温度的热电偶定标。
其次，测量的元件空热部应考虑对环境条件的影响，确保实验环境可控，用彩
色布罩温度控制器，来避免外部温度对实验结果的不利影响。
另外，在使用仪器时，应确保电池电量充足，以及探头连接安全可靠。
此外，在实验过程中，实验人员需要对数据的准确性进行审核，并合理设置定
标温度范围和时间，以确保温度测量的准确性。
在实验完成后，要根据实际数据，完善仪器使用说明书，方便以后使用及更新替换。
综上所述，热电偶定标实验是一项很重要的实验，需要严格控制实验环境及做
好详尽的数据记录，以确保定标数据的准确性，并合理对定标曲线进行修正，以便以后正常使用。
热电偶定标和测温
根据实验室提供的标准电池电动势值，置RS于 相应位置，旋K1至“×1”、 K2至“标准”，依次调 节Rn，使检流计指针指“零”，电位差计即达到补 偿状态IAB=ES/lAC 。
3、测量练习
将冰块放入冷端部分的保温杯(约
1 2
杯)中，加少量
自来水形成冰水混合物；热端置于空气中，旋K2至热
电偶接入端，调节测量转盘I、II、III，使检流计指
图4 工作电路
再将S与Ex相接，固定R (IAB不 变)，调节C点位置，使检流计示 数为零，可得EExx的值IA：Bl'ACll'A AC CES
电势差计中，ES/lAC是定值，将l‘AC 相对ES/lAC定标的结 果直接标在刻度盘上，即可直观读出Ex值。
4．热电偶的测温
得出热电偶的Ex(t) －t 定标曲线后，只要测出待测条
件下热电偶输出的温差电动势，就可在定标曲线上标定 相关条件下热电偶两端的温差，冷端温度已知（固定） 时，热端的温度随之被测出。
1、接线
【实验内容】
按图5接入标准电池Es、检流计G、工作电源E(5.7 ～6.4V)，热电偶引线接入“未知1”(或“未知2”)。检
流计G接入前要先进行零点调节。
图5
2、校正工作电流
图2
偶定标曲线，测量时便可根据测得的温差电
动势来求得被测温度。
2．热电偶的定标
热电偶的定标就是用实验方法，找出热电偶两端温度差 与温差电动势的对应关系曲线．
根据温度给定方法和测定方法不同，热电偶的定标方法 分为纯物质定点定标法和比较定标法等．
这里仅介绍比较定标法： 将热电偶冷端置于冰水混合物中，热端置于热水中，让 其自然冷却，用水银温度计测量其温度，同时用电位差计测 出热电偶对应温差时的温差电动势，以一定温度间隔进行多
热电偶定标实验误差分析
热电偶定标实验误差分析热电偶是一种常用的测量温度的仪器，它可以准确、可重复地测量温度，可以在低、中、高温条件下进行测量，所以它被广泛应用于工业生产、科学研究及医疗技术等领域。
热电偶定标实验是对热电偶进行标定的实验，是热电偶的一个重要的环节，它能确保热电偶的测量精度、可靠性和稳定性，以及确保热电偶的准确性。
热电偶定标实验的误差分析，涉及到温度校准、热电偶精度、温差误差、温度背景偏移、接线精度、电源电压误差等多个方面。
热电偶定标实验误差分析过程中，可以根据热电偶原理和精度标准，分析温度传感器精度是如何影响热电偶定标实验的准确度的，以及热电偶定标实验是否达到预期的精度要求。
这样的分析可以帮助在用户使用热电偶时，确保热电偶的准确性和可靠性，并及时发现故障，以便及时处理和解决问题。
为了进行热电偶定标实验，首先需要选择一个高精度的温度控制设备，这样才能确保温度的精度和稳定性。
其次，我们还需要使用热电偶，热电偶的精度应符合国家规定的标准，以确保热电偶定标实验可以准确有效地进行。
此外，我们还需要考虑温度背景偏移，这是一种热电偶定标实验中容易出现的误差，一旦出现温度背景偏移，就会影响热电偶定标实验的准确性，因此，我们还需要在定标实验中考虑温度背景偏移的影响。
对热电偶定标实验的误差分析，还要考虑电源电压的误差，电源电压也会影响热电偶测量的准确性。
此外，还要注意接线精度，热电偶定标实验中，接线精度要保证它们能够准确地传递信号，以保证热电偶定标实验的准确性。
最后，还要注意温差误差的分析，热电偶的温差误差会对定标实验的准确性产生影响，因此要分析温差误差的程度，以确保热电偶定标实验的准确度。
通过分析热电偶定标实验的误差，可以使热电偶测量温度的精度得到保障，以便正确地测量温度，确保精度和可靠性。
只有经过精确的定标实验和误差分析，才能使热电偶保持准确和可靠，从而提高其应用效果。
热电偶的定标
热电偶的标定一、实验目的1、加深对温差电现象的理解；2、了解热电偶测温的基本原理和方法；3、了解热电偶定标基本方法。
二、实验仪器铜――康铜热电偶、YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、保温杯、数字万用表等。
三、实验原理1、温差电效应在物理测量中，经常将非电学量如温度、时间、长度等转换为电学量进行测量，这种方法叫做非电量的电测法。
其优点是不仅使测量方便、迅速，而且可提高测量精密度。
温差电偶是利用温差电效应制作的测温元件，在温度测量与控制中有广泛的应用。
本实验是研究一给定温差电偶的温差电动势与温度的关系。
如果用A 、B 两种不同的金属构成一闭合电路，并使两接点处于不同温度，如图1所示，则电路中将产生温差电动势，并且有温差电流流过，这种现象称为温差电效应。
图12、热电偶两种不同金属串接在一起，其两端可以和仪器相连进行测温（图2）的元件称为温差电偶，也叫热电偶。
温差电偶的温差电动势与二接头温度之间的关系比较复杂，但是在较小温差范围内可以近似认为温差电动势E t 与温度差)(0t t -成正比，即)(0t t c E t -= (1)图2 A 金属：铜 B 金属：康铜t 0 0t t >式中t为热端的温度，t为冷端的温度，c称为温差系数（或称温差电偶常量）单位为⋅Vμ℃1-，它表示二接点的温度相差1℃时所产生的电动势，其大小取决于组成温差电偶材料的性质，即c =（k/e）ln（nA0/nB） (2)式中k为玻耳兹曼常量，e为电子电量，nA0和nB为两种金属单位体积内的自由电子数目。
如图3所示，温差电偶与测量仪器有两种连接方式：（a）金属B的两端分别和金属A焊接，测量仪器M插入A线中间（或者插入B线之间）；（b）A、B的一端焊接，另一端和测量仪器连接。
图3在使用温差电偶时，总要将温差电偶接入电势差计或数字电压表，这样除了构成温差电偶的两种金属外，必将有第三种金属接入温差电偶电路中，理论上可以证明，在A、B两种金属之间插入任何一种金属C，只要维持它和A、B的联接点在同一个温度，这个闭合电路中的温差电动势总是和只由A、B两种金属组成的温差电偶中的温差电动势一样。
热电偶定标实验结论
热电偶定标实验结论热电偶是一种简单可靠的测量温度的仪器，常用于测量工业、建筑、家庭或其他场合的温度。
最近，研究者们对热电偶进行了一项定标实验，以确定热电偶的精确性及其各种温度范围的测量误差等结论。
本文由以下几部分组成：实验设计、实施实验、实验结果及结论。
一、实验设计本次定标实验使用2种不同类型的热电偶，分别为N常压热电偶和K低压热电偶，及3台温度校准仪器，一次实验期间使用一种温度校准仪器，以确定其正确的测温性能。
根据实验的要求，选择了室温、80°C、150°C和200°C4个温度，分别测试了N常压热电偶和K低压热电偶在这些温度下的测量性能。
二、实施实验实验前，3台温度校准仪器均进行了标定，以确保结果的准确性。
实验前，将N和K热电偶安装在实验室温度控制系统中，然后使用温度校准仪器对热电偶进行测量，以便收集数据。
具体而言，在4个温度（室温、80°C、150°C和200°C）的情况下，分别使用N和K热电偶，每个温度下进行10次测量，共得到80组测量数据。
三、实验结果根据实验结果，N常压热电偶在测量4个温度的平均值（20.2℃、79.6℃、148.7℃和199.9℃）时，测量误差率均小于1.2%；而K低压热电偶在测量4个温度的平均值（20.3℃、79.7℃、148.9℃和200.1℃）时，测量误差率小于1%。
四、结论由于此次定标实验的设计和实施牢固，数据准确，因此，可以推断出此次实验中使用的N常压热电偶和K低压热电偶的精确性良好，并且具有较高的稳定性，在测量不同温度的情况下，均能提供准确的测量数据，其误差率低于1.2%。
因此，可以放心地推荐使用N常压热电偶和K低压热电偶来测量多种温度范围内的温度。
总之，通过本次定标实验，可以得出结论：N常压热电偶和K低压热电偶的测量精度良好，在多种温度范围内均能提供准确的温度测量数据和低的测量误差率，因此，可以放心地推荐使用。
热电偶定标实验报告
热电偶定标实验报告
1.实验目的：
本次实验的目的是熟悉热电偶的定标方法，并熟悉实验室的操作程序，以及校准仪器的使用。
2.实验原理：
热电偶是一种用于测量温度的测量装置，原理是通过利用电桥原理，
将温度变化量通过建立温度（T）和电流（I）、电压（V）的关系，测量
温度变化量。
3.实验设备：
（1）温度控制器：用于控制水槽的温度；
（2）校准仪器：用于校准热电偶；
（3）温度探头：用于定标热电偶；
（4）热电偶：用于测量温度；
（5）水槽：用于加热，使温度变化；
（6）实验电源：用于提供电源。
4.实验步骤：
（1）检查实验仪器及所用电源是否正常；
（2）将热电偶安装到水槽中；
（3）将温度控制器连接到实验电源；
（4）设置温度控制器的温度。
（5）将温度探头连接到校准仪器；
（6）将校准仪器和热电偶连接起来；
（7）观察水槽的温度变化，并记录下来。
5.实验结果：
在实验过程中，我们观察到，随着实验室温度的变化，热电偶测量的温度也随之变化，从而证明热电偶定标成功，实验结果良好。
6.结论：
通过本次实验，我们可以掌握热电偶定标。
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5、定标
以温度 t 为横坐标，温差电动势 Ex 为纵坐标，绘
出Ex－t 定标曲线，并用图解法求出 Ex=C(t－t0 )中的C
值．
6、测温
将热电偶热端悬空置于实验室内空气中 ，测量温差电动势，从热电偶的定标曲线 上查出实验室温度，并与水银温度计测得 的结果进行比较。
【注意事项】
1. 电源极性不可接错; 2. 测量时一定要遵循“先粗调，后 细调”的原则，确保检流计不因过 载而被损坏。
图2
偶定标曲线，测量时便可根据测得的温差电
动势来求得被测温度。
2．热电偶的定标
热电偶的定标就是用实验方法，找出热电偶两端温度差 与温差电动势的对应关系曲线．
根据温度给定方法和测定方法不同，热电偶的定标方法 分为纯物质定点定标法和比较定标法等．
这里仅介绍比较定标法： 将热电偶冷端置于冰水混合物中，热端置于热水中，让 其自然冷却，用水银温度计测量其温度，同时用电位差计测 出热电偶对应温差时的温差电动势，以一定温度间隔进行多
件下热电偶输出的温差电动势，就可在定标曲线上标定 相关条件下热电偶两端的温差，冷端温度已知（固定） 时，热端的温度随之被测出。
1、接线
【实验内容】
按图5接入标准电池Es、检流计G、工作电源E(5.7 ～6.4V)，热电偶引线接入“未知1”(或“未知2”)。检
流计G接入前要先进行零点调节。
图5
2、校正工作电流
由两种不同的金属或由两种不同成
分的合金的两端彼此焊接在一起组成闭 合回路时（如图1），若两端点温度分别
t0
为t 和 t0，则回路中就有温差电动势，它 是铂尔贴电动势和汤姆逊电动势之和．A来自Bt图1
产生温差电动势的装置称为热电偶。
当组成热电偶的材料一定时，温差电动势Ex 唯一地决定于 两端点的温度差 t － t0，其大小近似为：
根据实验室提供的标准电池电动势值，置RS于 相应位置，旋K1至“×1”、 K2至“标准”，依次调 节Rn，使检流计指针指“零”，电位差计即达到补 偿状态IAB=ES/lAC 。
3、测量练习
将冰块放入冷端部分的保温杯(约
1 2
杯)中，加少量
自来水形成冰水混合物；热端置于空气中，旋K2至热
电偶接入端，调节测量转盘I、II、III，使检流计指
图4 工作电路
再将S与Ex相接，固定R (IAB不 变)，调节C点位置，使检流计示 数为零，可得EExx的值IA：Bl'ACll'A AC CES
电势差计中，ES/lAC是定值，将l‘AC 相对ES/lAC定标的结 果直接标在刻度盘上，即可直观读出Ex值。
4．热电偶的测温
得出热电偶的Ex(t) －t 定标曲线后，只要测出待测条
【思考题】
1．若在校准工作电流过程中检流计的指针总是偏 向一边，试分析有哪些可能的原因? 2．实验中怎样判定热电偶两根引线的正、负极性? 3．如果在实验中热电偶“冷端”不放在冰水混合 物中，而直接处于室温中，对实验结果会有些什么 影响?
ExC(tt0)
式中C为温度系数，由组成热电偶的材料决定。
接电势差计
用热电偶测量温度时，通常把一端置于被 测温场中，称为测量端(热端)；另一端恒定于
－
A
＋
某一温度，称为参考端(冷端)，如图2所示。
B
当t0 恒定时，热电偶所产生的温差电动势
仅随测量端温度变化。只要把已测得的温差 t0
t
电动势与测量端温度的对应关系整理成热电
针指“零”，立刻读出水银温度计的温度及测量转盘
读数，即得到热端为室温时的温差电动势。
4、测量未知温差电动势
将热水倒入热端部分的电热杯(约
1 2
杯)中。不断调
节测量转盘I、II、III，使检流计指针随时指“零”，
每隔3~5度左右，读出水银温度计的温度，以及测量
转盘读数，即得到热端在该温度时的温差电动势Ex， 共测8~10组数据。
热电偶定标和测温
➢实验目的 ➢实验原理 ➢实验内容 ➢注意事项 ➢思考题
【实验目的】
1. 了解非电量的电测法原理． 2. 学习热电偶定标、测温方法． 3. 进一步掌握电位差计的使用．
【实验原理】
1．热电偶热电现象及测温原理
当两种不同金属互相接触时，接触面上产生一个接触电 位差：铂尔贴电动势；
同一种金属两端处于不同温度时，金属的两端就产生一 个电位差：汤姆逊电动势。
点测量后即可画出Ex(t) －t 定标曲线。
3．电动势的测量原理
(1)补偿法测电动势
如图3所示，当检流计 示 数 为 零 时 ， ES 的 示 数 即 为 待 测 电 动 势 Ex 的 值 ， 此 即补偿法。
图3 补偿法测电动势
(2)实际工作电路
如图4所示，先将双刀开关S与 ES相接，固定C点，调节R，使检 流 计 示 数 为 零 ， 此 为 校 准 电 阻 AB 中的(工作)电流： ES IABlAC