热电偶定标实验
热电偶定标实验
–图7-1 热电偶结构图 热电偶定标实验一、实验目的1．了解热电偶的工作原理；2．学会对热电偶定标；3．应用热电偶测温。
二、实验仪器灵敏数字电压表，保温杯，电加热罐，温度计等三、实验原理早在19世纪初，人们就发现两种不同的金属组成的回路中(如图7-1所示)，如果在两个接头端存在温度差，则回路中就会产生电流。
这种现象就称为温差电现象，这两种不同金属组成的电路称为热电偶。
产生电流的电动势称为温差电动势。
温差电动势的产生机制，限于篇幅，在此不再多讲。
但从实用的角度出发，热电偶的一些特点和性质我们却是应该掌握的：1．一般来说，任意两种不同的金属组成的回路都可以构成一对热电偶。
只要两个接头端有温度差，回路中就有温差电动势，进而会产生温差电流。
(利用这一特点，我们就可以把非电量的温度转化为可以用仪表检测的电学量。
)2．各种不同的热电偶都有其特定的温差电动势的变化曲线。
换言之，只要确定了组成热电偶的金属材料，则其温差电动势的变化规律就是一定的，与热电偶的体积、导线长短等因素无关。
(由于有这一特点，实际应用时热电偶的测温探头就可以做得很小，因而探头的热容量也就很小,测温就非常灵敏。
)3．由于各种不同热电偶的温度特性不同，故不同的热电偶有其不同的适用温度范围。
根据不同的测温环境，使用者可以查找有关资料，选择合适的热电偶进行测温。
4．一对热电偶所产生的温差电动势一般都很小，只有零点几至数十毫伏。
须用很灵敏的检流装置才能检验出来。
但若把大量的热电偶串联起来，组成温差电堆，其产生的温差电动势和温差电流就有明显的实用价值。
特别是用某些半导体材料组成的热电偶，有些地方已把它用来制成热转换效率较高的温差电堆发电装置。
Ⅲ基础物理实验–81 –四、实验内容本实验将要研究的是一种最容易做成的热电偶——铜铁热电偶的性质。
见图7-2，这种热电偶当其一端置于0℃的温度中，而另一端的温度在0℃～100℃范围内变化时，其温差电动势与温度差的关系近似成直线关系。
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。
热电偶标定实验
热电偶标定实验一、概述：温差热电偶(简称热电偶)是目前温度测量中应用最广泛的温度传感元件之一，是以热电效应为基础的测温仪表。
它用热电偶作为传感器，把被测的温度信号转换成电势信号，经连接导线再配以测量毫伏级电压信号的显示仪表来实现温度的测量。
热电偶测温的优点是结构简单、制作方便、价格低廉、测温范围宽、热惯性小、准确度较高、输出的温差电信号便于远距离传送、实现集中控制和自动测试。
流体、固体及其表面温度均可用它来测量，所以在工业生产和科学研究、空调与燃气工程中应用广泛。
二、实验目的１．学习使用毫伏表测定温差电动势及热电偶工作原理。
２．掌握热电偶定标曲线的绘制规则。
３．学习用热电偶设计温度计4.学习用直线拟合方法处理实验数据。
三、实验原理1、温差电现象。
导体中存在着与热现象有关的非静电力和电动势，称为温差电动势，依其产生的机理不同而有两种具体形式。
一种称为汤姆孙电动势。
金属导线两端如果温度不同，高温端的自由电子好像气体分子一样向低温端扩散，并在低温端堆积起来，从而在导线内形成电场。
由电子热扩散不平衡建立的电场反过来又阻碍不平衡热扩散的进行，最终达到动态平衡，使导线两端形成一稳定的电势差。
若把两种金属导线两端连接起来，并把接点置于不同温度中，使两种不同材料的金属连接成闭合回路，因两个汤姆孙电势不相等，两段导线中即形成恒定电流。
回路中相应的电动势称为汤姆孙电动势。
温差越大，汤姆孙电动势也越大。
另一种称为珀耳帖（J.C.A.Peltier，1785——1845）电动势。
两种不同金属连接起来，由于接触面两侧金属内自由电子浓度不同，电子将从浓度大的一侧向浓度小的一侧扩散，在接触面间形成电场，从而在两种金属间形成电位差。
显然，两种金属连成回路，并把接点置于相同温度中，两接触面间将建立相等而相反的电动势，因而也形不成恒定电流。
只有两接点温度不同，两个珀耳帖电动势不等，才会形成电动势。
而且温差越大，形成的电动势也越大。
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。
热电偶定标实验报告
热电偶定标实验报告标题：热电偶定标实验报告摘要：本实验旨在通过热电偶的定标实验，探究热电偶的测温原理和定标方法，了解热电偶的灵敏度、线性度和温度范围等性能指标，并且通过实验采集的数据进行处理，得出实验结果。
本文将介绍本实验的原理和方法、实验步骤、数据处理过程和实验结果，并对实验中存在的问题和不足进行分析和讨论。
正文：一、实验原理和方法热电偶是利用热电效应将热量转换为电量的一种温度传感器。
其极性和电压大小均与测量温度相关。
热电偶的测量精度主要受到三个方面的影响：热电偶本身的灵敏度、线性度和温度范围。
因此热电偶的定标实验主要是测定热电偶的灵敏度和线性度，以及确定其温度范围，从而为后续的温度测量工作提供数据支持。
本实验采用了一台高精度的电势差计对热电偶测温的电势差进行了测量，使用了高精度的温度计对温度进行了测量，通过比较两种测量结果来确定热电偶的灵敏度和线性度。
二、实验步骤1.检查实验仪器和设备，确保所有设备正常工作。
2.按照实验要求选取合适的热电偶和电势差计，连接电路。
3.将热电偶置于标准温度范围内，并记录其电势差值和相应温度值。
4.逐渐改变热电偶测量温度，记录其电势差值和相应温度值。
5.将实验得到的数据进行处理和分析。
三、数据处理过程1.将实验采集的电势差值和相应温度值绘制成图表。
2.通过图表分析和拟合求出热电偶的灵敏度和校准系数。
3.对实验过程中存在的误差进行分析，得出实验结果的误差范围。
四、实验结果通过本实验，我们得出了热电偶的灵敏度和校准系数：灵敏度：20.5 μV/℃校准系数：1.035同时，实验中存在一些误差，主要是由于实验过程中环境温度对实验结果的影响等原因造成的。
五、讨论和总结通过本次实验，我们深入了解了热电偶的测温原理和定标方法，以及热电偶的灵敏度、线性度和温度范围等性能指标。
同时，我们也认识到了实验中存在的问题和不足，为今后改进实验提供了参考。
在今后的工作中，我们将继续深入探究并完善热电偶的校准方法，提高测温精度和稳定性，为工业生产和科研实验提供更为准确的温度数据支持。
热电偶标定实验结果分析
热电偶标定实验结果分析
热电偶标定是热量计量设备校准的必要程序，由于热量计量设备的量程和精度的要求，热电偶标定必须满足一定的要求。
热电偶标定实验是为了取得热量计量设备的实际热量值，有助于对热量计量设备进行精确校准。
标定实验通常由跟踪模拟热源，量测热电偶输出信号，采用某种标定方法处理测量的热电
偶信号，再用某种校准方法得到热量计量设备的实际热量值，最后以实际热量值准确得到
热量计量设备的量程和精度。
标定实验可以使用各种热电偶，包括热电阻热电偶，热量传感器，电热棒，电加热器等。
各种热电偶均具有不同的特性，有不同的热敏电阻，热电偶信号在不同温度时会有所不同。
如果不经过标定处理，这些信号将无法得到准确的测量结果。
热电偶标定实验的实施表明，不仅要满足相应的测量精度和量程要求，还要根据不同
热电偶的特性，采用不同的标定和校准方法，以确保热量计量设备能够准确地测量温度。
只有正确完成热电偶标定实验，才能保证热量计量设备具有准确的量程和精度，这是应用
和质量控制的必备条件。
热电偶的定标实验报告
热电偶的定标实验报告热电偶的定标实验报告引言：热电偶是一种常用的温度测量仪器，具有灵敏度高、响应速度快等特点，广泛应用于工业生产、科学研究和实验室等领域。
本实验旨在通过对热电偶的定标实验，探究其温度测量的原理和方法，并验证其测量结果的准确性。
实验材料和方法：本次实验所用的热电偶为K型热电偶，主要由两种不同金属材料组成。
实验所需材料包括热电偶、温控电源、数字温度计等。
实验步骤如下：1. 将热电偶的两端分别连接至温控电源和数字温度计；2. 打开温控电源，设定所需温度；3. 等待温度稳定后，记录数字温度计的测量结果；4. 将温度逐渐升高或降低，记录相应的数字温度计测量结果；5. 重复上述步骤，直至覆盖整个温度范围。
实验结果与分析：在实验过程中，我们将热电偶浸入不同温度的介质中，并记录了相应的温度测量结果。
通过对实验数据的整理和分析，我们得出了以下结论：1. 热电偶的输出电压与温度呈线性关系；2. 不同材料组成的热电偶在不同温度下的输出电压存在差异；3. 热电偶的灵敏度随温度的变化而变化，通常在高温下较低。
根据实验结果，我们可以得出热电偶的定标曲线，即输出电压与温度之间的关系。
通过测量不同温度下的输出电压，我们可以利用定标曲线来确定温度值，并计算出测量误差。
实验误差与改进：在实验过程中，我们注意到了一些可能导致误差的因素。
首先，热电偶的连接线长度和接触质量可能会对测量结果产生影响。
其次，温控电源和数字温度计的精确度也会对实验结果造成一定的偏差。
为了减小这些误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的温控电源和数字温度计，以提高测量的准确性；2. 注意热电偶的连接线长度和接触质量，保证稳定的测量条件；3. 进行多次重复实验，取平均值，以减小实验误差。
结论：通过本次实验，我们深入了解了热电偶的原理和测量方法，并验证了其温度测量的准确性。
热电偶作为一种常用的温度测量仪器，具有广泛的应用前景。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的热电偶型号，并进行定标实验，以确保测量结果的准确性。
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图7-1 热电偶结构图 热电偶定标实验
一、实验目的
1．了解热电偶的工作原理；
2．学会对热电偶定标；
3．应用热电偶测温。
二、实验仪器
灵敏数字电压表，保温杯，电加热罐，温度计等
三、实验原理
早在19世纪初，人们就发现两种不同的金属组成的回路中(如图7-1所示)，如果在两个接头端存在温度差，则回路中就会产生电
流。
这种现象就称为温差电现象，这两种不同
金属组成的电路称为热电偶。
产生电流的电动
势称为温差电动势。
温差电动势的产生机制，
限于篇幅，在此不再多讲。
但从实用的角度出
发，热电偶的一些特点和性质我们却是应该掌
握的：
1．一般来说，任意两种不同的金属组成的回路都可以构成一对热电偶。
只要两个接头端有
温度差，回路中就有温差电动势，进而会产生温
差电流。
(利用这一特点，我们就可以把非电量的温度转化为可以用仪表检测的电学量。
)
2．各种不同的热电偶都有其特定的温差电动势的变化曲线。
换言之，只要确定了组成热电偶的金属材料，则其温差电动势的变化规律就是一定的，与热电偶的体积、导线长短等因素无关。
(由于有这一特点，实际应用时热电偶的测温探头就可以做得很小，因而探头的热容量也就很小,测温就非常灵敏。
)
3．由于各种不同热电偶的温度特性不同，故不同的热电偶有其不同的适用温度范围。
根据不同的测温环境，使用者可以查找有关资料，选择合适的热电偶进行测温。
4．一对热电偶所产生的温差电动势一般都很小，只有零点几至数十毫伏。
须用很灵敏的检流装置才能检验出来。
但若把大量的热电偶串联起来，组成温差电堆，其产生的温差电动势和温差电流就有明显的实用价值。
特别是用某些半导体材料组成的热电偶，有些地方已把它用来制成热转换效率较高的温差电堆发电装置。
Ⅲ基础物理实验–81 –
四、实验内容
本实验将要研究的是一种最容易做成的热电偶——铜铁热电偶的性质。
见图7-2，这种热电偶当其一端置于0℃的温度中，而另一端的温度在0℃～100℃范围内变化时，其温差电动势与温度差的关系近似成直线关系。
(温差在100℃以上时，变化关系将逐步弯曲，不再是直线)。
图7-2 实验接线图
实验中，一面用一支普通的温度计测量热电偶测温探头处的温度，一面用一台灵敏的数字电压表测相应的温差电动势。
最后根据测得的温差和温差电动势绘制铜一铁热电偶在0℃～100℃范围内的温差电动势曲线图。
操作步骤
1．按图7-2将实验仪器连接好。
电加热罐里装有煤油。
检查电加热器的电热丝和温度计、热电偶的高温探头等是否都浸在煤油里。
温度计不能紧靠电热丝，而热电偶的探头要和温度计的头部靠拢，以使两者温度尽可能一致。
2．将热电偶中间的断开处与灵敏数字电压表两端连接，选择数字电压表的灵敏度为最高档。
3．将热电偶的低温探头浸在保温杯的0℃冰水混合物内，使低温端维持恒温。
4．记下电加热罐中的初始温度t0，将热电偶回路接通，为便于数据处理，记下此时
回路的温差电动势。
5．打开稳压电源的开关，给电加热罐升温。
调整稳压电源的输出电流为2～3A。
6．监视电加热罐中温度计的变化，并不断上下搅动加热罐中的搅拌器，以使温度上升均匀。
温度计每升高5度，记下回路的温差电动势。
7、当温度计读数到达90℃左右时，关掉稳压电源的开关，停止加热。
最后记下此时回路的温差电动势。
五、数据处理
对数据进行处理并绘制铜铁热电偶的温差电动势曲线图。
以温度为横坐标，温差电动势为纵坐标。
(在图中温度低于t0时的曲线为低端外延曲线，应用虚线表示。
)用图解法算出该热电偶的温差电系数：V/度。
根据所绘制的铜铁热电偶的温差电动势曲线，分别求出37℃、50℃和70℃的温差电动势。
2、根据自己的实验结果，判断图7-2中回路的电流方向（顺时针或逆时针）。
图中上半部分金属为铜，下半部分为铁，且T1＜T2≤100℃。
注意事项
1．加热罐通电升温时，为使整个装置升温均匀，应不断上下搅拌加热罐中的搅拌器。
2．为减小测量误差，数字电压表应尽可能调到灵敏度最高的档位。
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。
六、问题讨论
1．当热电偶回路中串进了其它的金属（比如测量仪器等），是否会引入附加的温差电动势，从而影响热电偶原来的温差电特性?如果不影响的话，你是否能从理论上给予推导证明?
2．试简要说明温差电动势的产生机理。