5.热电偶原理及现象实验
热电偶的工作原理及结构
热电偶工作原理及结构检修岗位1.懂工作原理1.1热电偶测温原理两种电子密度不同的导体构成闭合回路，如果两接头的温度不同,回路中就有电流产生，这种现象成为热电现象，相应的电动势成为温差电势或者热电势,它与温度有一定的函数关系，利用此关系就可测量温度。
这种现象包含的原理有：帕尔帖定理----不同材料结合在一起，在其结合面产生电势。
汤姆逊定理---由温差引起的电势。
当组成热电偶的导体材料均匀时，其热电势的大小与导体本身的长度与直径大小无关，只与导体材料的成份及两端的温度有关。
因此,用各种不同的导体或者半导体可做成各种用途的热电偶, 以满足不同温度对象测量的需要。
1.2热电偶三大定律均质导体定律由单一均质金属所形成之封闭回路，沿回路上每一点即使改变温度也不11 会有电流产生。
亦即，E = Oo由2种均质金属材料A与B所形成的热电偶回路中，热电势E与接点处温度t、t的相关函%1 2数关系，不受A与B 之中间温度t与t3 4之影响。
中间金属定律在由A与B所形成之热电偶回路两接合点以外的任意点插入均质的第h三金属C, C之两端接合点之温度七3若为相同的话，E不受c 插入之影响。
在由A 与B 所 形成之热电偶回路, 将A 与B 的接合点 打开并插入均质的 金属C 时，A 与C 接合点的温度与打 开前接合点的温度 相等的话，E 不受C 插入的影响。
之中间金属C,形成C点温度保持t 与t12的情况下，E +ACE = E oCB AB中间温度定律如右图所示, 对由A 与B 所形成 之热电偶插入第3由A 与C 、C 与B 之2组热电偶。
接合 AB如右图所本任意数的异种金属A、B、c・• • G 所形成的封闭回路，封闭回路之全体或者是全部的接合点保持在相等的温度时，此回路的E=0o如右图所示，A与B所形成之热电偶，两接合点之温度为tl与t2时之E门为E12,12与t3时之E 为E13的话,E12 + E23 = E13o此时，称t2为中间温度。
热电偶测温性能实验报告
热电偶测温性能实验报告一热电偶的工作原理，补偿方法及其应用1热电偶的工作原理（1）概况：热电偶是一种感温元件,热电偶的工作原理这就要从热电偶测温原理说起。
一次仪表，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℃时的条件下得到不同的热电偶具有不同的分度表。
热电偶回路中接入第三种金属资料时,只要该资料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将坚持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。
因此,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，回路中就会发生电动势，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丈量的其中，直接用作丈量介质温度的一端叫做工作端(也称为丈量端)另一端叫做冷端(也称为弥补端)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。
（2）分类：（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。
偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。
该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。
S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。
热电偶的四种原理
热电偶的四种原理电偶是常用的测量温度的仪器，它不仅具有精度高的特点，而且使用简单方便。
热电偶的原理主要依赖于物体表面上电荷量的变化，因此可以用来测量温度。
热电偶的原理有四种：热电势原理、电阻器原理、热电扩散原理和热电流原理。
下面将对这四种热电偶的原理分别作一个简单的介绍。
1、热电势原理：这种原理是指在物体表面上，温度和电荷量之间的关系，这种关系用一个名为热电势的参数来表示，如果温度上升，这个参数也会升高。
这种原理在热电偶的应用中也有一定的利用价值。
2、电阻器原理：指的是当一个物体温度改变时，其电阻值也会随之变化，当温度升高时，电阻值也会增加。
热电偶利用这种原理，来测量温度的变化。
3、热电扩散原理：指的是物体内部的温度在温度改变的过程中，会因为热扩散的影响而产生电荷的变化。
热电偶利用这种跃变所产生的电荷变化来测量温度。
4、热电流原理：这种原理是指电流的变化会引起电荷的变化，而热量的变化也会引起电荷的变化，同时电荷的变化又会引起电流的变化，这样就形成了一种电热耦合的现象。
热电偶利用这种电热耦合的现象，来测量温度的变化。
综上所述，热电偶的原理有四种：热电势原理、电阻器原理、热电扩散原理和热电流原理。
这些原理各有其特点，且使用起来也都非常方便，因此常常被广泛地用在热电偶的温度测量中。
但除了这四种原理，还有一些特殊的原理，比如测量低温的原理，也可以利用热电偶来实现。
热电偶的使用范围非常广泛，它不仅可以用来测量温度，而且可以用来测量一系列的参数，比如温度、湿度、电流、压力、流量等等。
它主要是利用了上述四种原理，从物体表面上收集信息，来测量温度和一系列其他参数。
热电偶由一个电阻元件、一个热敏元件和一个连接杆构成，因此具有简单、便携、准确可靠的特点。
热电偶在工业应用中也有广泛的应用，其中最常见的就是在烟囱、锅炉等工业设备中，用来测量烟气温度或排放温度，而且热电偶还可以用来测量火力发电机排放烟气温度、蒸汽动力机组运行温度等等。
热电偶测温度实验
四、实验步骤-实验电路清零
四、实验步骤-温度测量
1、电路清零完毕后，去掉R5，R6接地线及连线，将E型热电 偶的自由端与温度模块的放大器R5，R6相接，同时E型热电 偶的蓝色接线端子接地（如果没有蓝色的，黑色接地）。
四、实验步骤-温度测量
2、在温度控制仪上设定温度值为20、30、40℃+n△t，△t=5℃， n=0……7，打开温度源开关，当PV显示窗口显示的值为设定的 温度值的时候，读取并记录电压表上的电压值V（T,T0） ，并记 录到表1中。 3、查E型热电偶分度表，得到每个设定温度值下的E（T,0）， 通过公式K= V（T,T0）/ E（T,0）确定每个温度下的放大倍数， 并取平均值，以平均放大倍数作为整个过程的放大倍数,然后确 定E(T,T0)= V（T,T0）/ K 。 4、确定放大倍数后，通过公式：E(T,0)=E(T,T0)+E(T0, 0)确 定最终的E(T,0)，对照E型分度表，得到对应的温度T。
四、实验步骤-冷端温度补偿
四、实验步骤-实验电路清零
1、去掉温控仪上“热电偶”接口的连线，在温度控制仪上控 制方式选为内控方式，将K、E型热电偶插到温度源的插孔中， K型的自由端接到温度控制仪上标有“热电偶”字样的插孔中。 2、从主控箱上将±15V电压、地接到温度传感器模块上，将 温度源电源接到温度控制仪相应插口处。将R5、R6两端短接 同时接地，打开主控箱电源开关，将模块上的Vo2与主控箱数 显表单元上的Vi相接。将Rw2旋至中间位置，调节Rw3使数显 表显示为零。（注意：在这一过程中切勿打开温度源的开关）
四、实验步骤-测量
表1 E型热电偶电势与温度数据
实验结束，关闭所有电源，拆线，整理实验仪器。 实验报告于下星期五（12月14号）之前交到先进制造大 楼西楼D314
热电偶测温工作原理
热电偶测温工作原理
热电偶测温是一种常用的温度测量方法，其工作原理基于热电效应。
热电偶由两种不同金属导线（通常为铂铑合金和铜/铜镍合金）焊接成一对。
当其中一个导线的温度发生变化时，两个导线之间就会产生一个温差，这个温差会引起热电势的产生，即热电效应。
热电势是指两种不同金属导线之间的电势差，它是温度变化的函数。
热电偶的原理是通过测量这个热电势的变化来推断温度的变化。
具体而言，热电偶的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 将热电偶的两个导线与测量仪器（如温度计或多用途测量仪）的接口相连接。
2. 将热电偶的一端暴露在要测量温度的物体或环境中，另一端与测量仪器相连接。
3. 物体的温度变化会导致热电偶两个导线之间的温差产生热电势。
4. 测量仪器测量并转换热电势为对应的温度值。
总的来说，热电偶的工作原理是基于热电效应，通过测量两种
不同金属导线之间的热电势的变化来推断温度的变化。
由于热电偶的构造简单、稳定可靠并具有广泛的测温范围，因此被广泛应用于各种工业和科学领域中的温度测量。
传感器与检测技术实验报告
热电偶原理及现象一、实验目的和要求1、观察了解热电偶的结构2、熟悉热电偶的工作特性3、学会查阅热电偶分度表二、实验原理两种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。
通常两种不同金属的这种组合成为热电偶。
三、实验主要仪器设备1、+15V不可调直流稳压电源2、差动放大器3、电压表4、电热器5、水银温度计（自备）6、主、副电源四、操作方法与实验步骤1、了解热电偶在实验仪上的位置及符号，实验仪所配的热电偶是由铜-康铜组成的简易热电偶，分度号为T。
实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，两个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。
2、按图4接线，开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使电压表显示零，记录下自备温度计的室温（此时的温度为零端温度）。
3、将+15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地（加热时间不要超过2分钟）。
观察电压表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下电压表显示的读数E。
4、用自备的温度计测出上梁表面热电偶的温度t并记录下来5、根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab （t，t）=Eab（t，tn）+Eab（tn ，t），计算热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势，Eab（t，t），根据计算结果，查分度表得到温度t。
6、热电偶测得温度值与自备温度计测得的温度值相比较（注意：本实验仪所配的热电偶为简易热电偶，并非标准热电偶，只要了解热电势现象）。
7、实验完毕关闭主、副电源，尤其是加热器+15V电源（自备温度计测出温度后马上拆去+15V电源连接线），其他旋钮置原始位置。
五、实验内容及实验数据记录根据电路原理图图4接好电源电路，开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使电压表显示零，将+15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地（加热时间不要超过2分钟）。
热电偶的工作原理
热电偶工作原理什么叫热电偶？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（称为热电偶丝材或热电极）组成闭合回路，当接合点两端的温度不同，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（也称为测量端），温度较低的一端为自由端（也称为补偿端），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。
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：热电偶的故障与修理热电势比实际应有的热电势小（仪表指示值小）。
（1）热电偶内部电极漏电（短路）。
解决办法：将热电偶电极取出，检查漏电原因。
若是因潮湿引起，应将电极用火烤干；若是因瓷管绝缘不良引起，应将坏瓷管取下，换上好的瓷管。
（2）热电偶内部潮湿。
解决办法：将热电偶电极取出干燥之；并检查热电偶的保护管是否漏气、漏水等等，使管内保持干燥。
传感器与检测技术 热电偶实验报告
实验二热电偶原理及现象一、任务与目的了解热电偶的原理及现象二、原理（条件）热电偶原理：二种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。
通常把两种不同金属的这种组合称为热电偶；实验所需仪器：－15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F／V表、加热器、热电偶、水银温度计（自备）、主副电源；旋钮初始位置：F／V表切换开关置2V档，差动放大器增益最大（1-100倍）。
三、内容与步骤实验步骤：1、了解热电偶在实验仪上的位置及符号，实验仪所配的热电偶是由铜＿康铜组成的简易热电偶，分度号为T。
实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。
2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。
将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
3、按图1接线、开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使F／V表显示零。
记录下自备温度计的室温（24℃）。
图1将－15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，观察F／V表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下F／V表显示的读数E。
根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab(t,0)=Eab(t,tn)+Eab(tn,0)其中：t------热电偶的热端（工作端或称测温端）温度。
tn------热电偶的冷端（自由端即热电势输出端）温度也就是室温。
0------0℃。
热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。
Eab(t,tn)=(f/v显示表E)/100*2(100为差动放大器的放大倍数，2为二个热电偶串联)。
热端温度为室温，冷端温度为0℃，铜－康铜的热电势：Eab(tn,to):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜－康铜热电偶分度表，得到室温（温度计测得）时热电势。
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实验五热电偶原理及现象实验
一、实验目的：了解热电偶测温原理。
二、基本原理：
两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路，当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
这种物理现象称为热电效应（塞贝克效应）。
热电偶测温原理是利用热电效应。
如图21—1所示，热电偶就是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成。
A和B称为热电极，焊接
的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，
也称热端；未焊接的一端处在温度T0称为自由端
或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪表的图21—1热电偶
两根导线C是同样的材料，可以与A和B不同种材料)。
T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为0时，热电偶的输出电动势为0；
三、需用器件与单元：机头平行梁中的热电偶、加热器；显示面板中的F/V表(或电压表)、-15V电源；调理电路面板中传感器输出单元中的热电偶、加热器；调理电路单元中的差动放大器；室温温度计（自备）。
四、实验步骤：
1、热电偶无温差时差动放大器调零：将电压表量程切换到2V档，按图21—2示意接线，检查接线无误后合上主、副电源开关。
将差动放大器的增益电位器顺时针方向缓慢转到底（增益为101倍），再逆时针回转一点点（防电位器的可调触点在极限端点位置接触不良）；再调节差动放大器的调零旋钮，使电压表显示0V左右，再将电压表量程切换到200mV档继续调零，使电压表显示0V。
并记录下自备温度计所测的室温tn。
图21—2 热电偶无温差时差动放大器调零接线示意图
2、将-15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，如图21—3所示。
观察电压表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下电压表显示的电压值V。
此电压值V为二个铜－康铜热电偶串联经放大100倍后的热电势。
图21—3 热电偶测温实验接线示意图
3、根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：E(t,to)=E(t,tn)+E(tn,to)计算热电势。
式中：t ------热电偶的热端（工作端或称测温端）温度。
tn------热电偶的冷端（自由端即热电势输出端）温度也就是室温。
to------0℃
⑴、首先计算热端温度为t,冷端温度为室温时热电势：E(t,tn)=电压表V÷（100×2）
式中：100为差动放大器的放大倍数，2为个热电偶。
⑵、其次查以下所附铜－康铜热电偶分度表，得到热端温度为室温（温度计测得），冷
端温度为0℃时的热电势E(tn,to):。
⑶、最后计算热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势：E(t,to)=E(t,tn)+E(tn,to),
根据计算结果，查分度表得到所测温度t（加热器功率较小，升温10℃左右）。
附表：铜—康铜热电偶分度表(自由端温度为0℃时t—mV对应值) 分度号：T（自由端温度0℃）
4、将加热器的-15V电源断开，观察电压表显示值是否下降。
实验完毕，关闭所有电源。