热电偶的热电势对应温度的计算公式
常用热电偶温度与电势互换公式
常用热电偶温度与电势互换公式
热电偶是一种常用的温度测量仪器，其内部采用热电效应原理，通过测量温差
来预测温度。
根据热电偶采用的电势可分为热电阻、金属比热器、硼酸钠比热器等。
其特性在于采用特殊的敏感元件，能够将温差和温度转换为信号电势输出。
常用的热电偶温度与电势互换公式大体可表示为，电势值U与温度T相关，互
换函数表达式为：U=f（T）。
其中f（T）可以精确表达为：U=U0+a×T+b×T2，其
中U0、a、b分别表示温度组件的零偏、热敏大常数及二次温度系数。
从而可以换
算出该热电偶测量的温度变化情况，较为精确有效地得到温度。
热电偶温度与电势互换公式是根据热力学原理，应用计算机模型实现的函数变换，主要是针对不同的热电偶类型和配置，以保证温度测量精度、准确度和稳定性。
因此，热电偶温度与电势互换公式不但可以帮助更好地预测和分析温度变化，而且还可以提高用于在各种应用场合的测量效率和精度。
热电偶和热电阻的知识
热电偶温度计热电现象和关于热电偶的基本定律热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
它被广泛用于测量-200~1300℃范围内的温度。
在特殊情况下，可测至2800℃的高温或4K 的低温。
热电偶能把温度信号转变为电信号，便于信号的远传和多点切换测量，具有结构简单、制作方便、准确度高、热惯性小等优点。
1. 热电偶测温原理由两种不同的导体或半导体A 或B 组成的闭合回路，如果使两个接点处于不同的温度t 0、t ，则回路中就有电动势出现，称为热电势，这一现象称为热电效应。
热电势是温度t 0和t 的函数，恒定接点温度t 0，则热电势是温度t 的单值函数，只要测得热电势的大小，便可得到被测温度t 。
热电势由温差电势与接触电势组成。
温差电势：是指一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。
同一导体两端温度不同时，高温端（测量端、工作端、热端）电子的运动速度大于低温端电子（参比端、自由端、冷端）的运动速度，单位时间内高温端失电子带正电，低温端得电子带负电，高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。
该电场阻止高温端电子向低温端的动；加大低温端电子向高温端的运动速度，当运动达到动态平衡时，导体两端产生相应的电位差，该电位差称为温差电势。
温差电势的方向：由低温端指向高温端。
温差电势的大小：，()dt dtt N d N e k t t e t tt t )(1,00⎰=，式中k 为波尔兹曼常数；e 为电子电量t N 为导体内的电子密度，是温度的函数；t 、to 是导体两端的温度。
可见温差电势的大小与导体的性质和导体两端温度有关，而与导体长度、截面大小以及沿导体长度方向的温度分布无关。
热端 测量端 工作端冷端自由端参比端热电极B(e AB ()0t AB (,t t e (0,t t e B热电偶回路的总电势接触电势：是在两种不同材料A 和B 的接触点产生的。
A 、B 材料有不同的电子密度，设导体A 的电子密度n A 大于导体B 的电子密度n B ，则从A 扩散到B 的电子数要比从B 扩散到A 的多，A 因失电子而带正电荷，B 因得电子而带负电荷，于是在A 、B 的接触面上便形成一从A 到B 的静电场。
热电偶测温的线性化处理
热电偶测温的线性化处理用热电偶作为温度传感器, 在应用中要进行参考端补偿及线性化处理。
过去常规的方法是靠硬件补偿和校正非线性, 误差较大, 现今以微处理器为核心的一类数字仪表, 采用软件来处理这两个问题, 可以达到相当高的测量准确度。
一、参考端补偿从简便性、测量准确度等方面考虑, 为充分发挥微处理器的计算能力, 在热电偶测温中可采用计算法进行参考端补偿。
计算法就是先测出热电偶参考端的温度,然后按下式计算[1]:e(t, t0) = e(t, t0') + e(t0', t0) (1)式中: e(t, t0) 为热电偶测量端温度为t, 参考端温度为t0 时的热电势; e(t, t0') 为热电偶测量端温度为t, 参考端温度为t0'时的热电势; e(t0', t0)为热电偶测量端温度为t0', 参考端温度为t0 时的热电势。
采用图1 的测量系统中, 铂电阻测得热电偶参考端温度后, 折合为相应的热电偶毫伏数e(t0', t0) , 再与测得的热电偶毫伏信号e(t, t0') 迭加。
由于数字量迭加法中, 补偿电势和温度电势是两次分别采样, 分别进行线性处理, 因此, 不会因两者的线性差异而带来补偿误差。
得到e(t, t0) 后, 便可进行e→t 线性化处理。
二、线性化处理模块常用的线性化处理软件有查表法和曲线拟合法, 查表法是直接利用微机内存单元, 将分度表固化在存储器中。
但查表法占用内存太大,这对内存量不大的微处理器来说是很不合算的。
曲线法则是利用热电势与温度的函数关系,通过计算实现补偿。
通常热电偶的热电势(e) 与温度( t) 之间具有如下的多项式形式:显然, 阶数越高, 拟合误差越小。
实际计算表明, 如果采用分段的方法, 拟合公式的阶数不会太高。
文献[4] 按ITS-90 标准将S 型热电偶的e→t 公式(-50～1768℃) 分为3 段。
热电偶测量原理
热电偶测量原理热电偶是一种常用的温度测量仪器，利用两种不同金属的导线通过热电效应产生的电动势来测量温度。
热电偶的测量原理主要基于热电效应和温度与电动势的关系。
首先，热电效应是指在两种不同金属的接触处，当两个接点处于不同温度时，就会产生电动势。
这种现象是由于两种不同金属的电子云结构不同，导致在不同温度下电子云的运动速度也不同，从而产生了电动势。
这就是热电效应的基本原理。
其次，温度与电动势之间存在一定的关系。
根据热电效应的原理，不同金属对的电动势与温度之间存在一定的线性关系。
因此，通过测量热电偶产生的电动势，就可以间接地测量出被测物体的温度。
热电偶的测量原理可以用以下公式来表示：\[E = S(T_2 T_1)\]其中，E为热电偶产生的电动势，S为热电偶的灵敏度，\(T_1\)和\(T_2\)分别为热电偶的两个接点的温度。
在实际的热电偶测量中，为了提高测量的准确性和稳定性，需要注意以下几点：首先，选择合适的热电偶材料。
热电偶的测量精度与选用的金属种类有关，常用的热电偶材料有K型、J型、T型等，每种材料都有其适用的温度范围和测量精度。
在选择热电偶材料时，需要根据实际测量的温度范围和精度要求来进行选择。
其次，保证热电偶的接触良好。
热电偶的测量精度与接触的良好程度有很大关系，接触不良会导致测量误差。
因此，在使用热电偶进行测量时，需要确保热电偶的接触良好，避免接触不良导致的误差。
最后，对热电偶进行定期的校准和维护。
由于热电偶在使用过程中可能会受到外界环境的影响，导致测量精度下降，因此需要对热电偶进行定期的校准和维护，以保证其测量的准确性和稳定性。
总之，热电偶是一种常用的温度测量仪器，其测量原理基于热电效应和温度与电动势的关系。
在实际应用中，需要注意选择合适的热电偶材料、保证良好的接触以及定期的校准和维护，以提高测量的准确性和稳定性。
热电偶测温性能实验
热电偶测温性能实验一、实验目的：了解热电偶测量温度的性能与应用范围。
二、基本原理：热电偶测温原理是利用热电效应。
当两种不同的金属组成回路，如两个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。
温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应电路就可间接测得被测温度值，温度低的接点就称冷端（也称自由端），冷端可以是室温值或经补偿后的0ºC、25ºC。
冷热端温差越大，热电偶的输出电动势就越大，因此可以用热电动势大小衡量温度的大小。
常见的热电偶有 K（镍铬-镍硅或镍铝）、E（镍铬-康铜）等，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表，可以通过测量热电偶输出的热电动势再查分度表得到相应的温度值。
热电偶分度表是定义在热电偶的参考端为0℃时热电偶输出的热电动势与热电偶测量端温度值的对应关系。
热电偶测温时要对参考端进行补偿，计算公式：E(t,to)=E(t,to′）+E（to′，to）式中： E(t，to）是热电偶测量端温度为 t，参考端温度to=0℃时的热电动势值；E（t，to′）是热电偶测量温度 t，参考端温度为to′不等于0℃的热电动势；E（to′，to）是热电偶测量端温度为to′，参考端温度为to=0℃的热电动势。
三、需用器件与单元：K 型、E 型热电偶、温度测量控制仪、温度源、差动放大器、电压表、直流稳压电源+15V。
四、实验步骤：1、将温控表上的“加热”和“冷却”拨到内控，将 K、E 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传感器字样的插孔中。
然后将温度源的航空插头插入实验箱侧面的航空插头，将实验箱的+15V 电压、地接到温度源的 2-24V 上，将实验箱的多功能控制器 D0 两端接到温度源的风机电源 Di 上。
2、首先将差动放大器的输入端短接并接到地，然后将放大倍数顺时针旋转到底，调节调零电位器使输出电压为零。
去掉输入端的短接线，将 E 型热电偶的自由端与差动放大器的输入端相接（红色接正，蓝色接负），同时 E 型热电偶的蓝色接线端子接地。
7-1 热电偶
nAT\nAT0 —— 导体 A 在接点温度为 T 和 T0 时的电子密度
nBT\nBT0 —— 导体 B 在接点温度为 T 和 T0 时的电子密度 σA\σB —— 导体 A 和 B 的汤姆逊系数
T T0
中间导体定律——将A、B构成的热电偶的t0端断开，接入 第三种导体C，并使A与C和B与C的接点温度均为t0，则接
入后对热电偶回路中的总电势没有任何影响。
实际意义——可以在热电偶回路中引入各种仪表或连接导 线，只要保证加入导体两端温度相等（例：加入测量电势 的仪表）
7—1热电偶 （二）标准电极定律
7—1热电偶
KT nA ln 接触电势的大小表示为： e AB T e nB
e——电子电荷， e =1.6×10-19C K——玻耳兹曼常数，K=1.38×10-23J/K
（二）温差电势
温差电势——单一导体中，两端温度不同，两端间产生的电势
自由电子在高温端有较大的动能，向低温端扩散 高温端失去电子带正电荷，低温端得到电子带负电荷 形成一个静电场，阻碍电子的继续扩散，达到动态平衡 形成稳定电位差，即温差电势
用 EAB（T，T0）表示
热电极 热电偶
热端 （工作端） 冷端 （自由端）
7—1热电偶
两种导体的接触电势 热电偶回路中 产生的热电势
+
单一导体的温差电势
（一）接触电势
不同的金属材料其自由电子密度不同，当两种不同的金属导 体接触时，在接触面上会产生电子扩散，扩散速率与接触区的温 度成正比。
设导体自由电子密度分别为nA 和nB，且nA > nB 则由A扩散到B的电子比由B扩散到A的电子多 导体A失去电子带正电荷，导体B获得电子带负电荷 形成静电场，阻碍电子的继续扩散，达到动态平衡 形成稳定电位差，即接触电势
物理化学实验思考题
物理化学实验思考题物理化学技术课部分:I填空题:1、热电偶热电势的温度系数dE/dt=0.07 mV/℃, 若温度测量精度为±1℃，则要求毫伏计的精度(△E)至少为±0.07 mV。
2、氧气高压储气瓶瓶身是标字是氮气的高压储气钢瓶瓶身是标字是黄色；氢气的高压储气钢瓶瓶身是深绿色，标字是红色。
3、当取用高压储气瓶中的气体时，一定要在高压储气瓶上配用。
4、氧气减压器(阀)与高压储气瓶连接的是/反）罗纹接口；氢气减压器(阀)与高压储气瓶连接的是反（顺/反）罗纹接口。
5、高压钢瓶的减压器(阀)手柄开启的旋转方向与自来水龙头手柄启的开启方向（相同/相反）。
6、实验室最常用的是福廷式气压计，其刻度是以温度等于273 K、纬度45℃、海平面的高度为标准的，所以在精密的工作中，气压计上直接读出的数值必须经过温度，纬度，和海拔高度的校正。
II．选择题：1、贝克曼温度计是用来：( D )(A) 测定绝对温度(B) 测定相对温度(C) 用于控制恒温槽温度(D) 测定5℃以内的温度差2、用一支规格为0─5°变化范围的贝克曼（Beckman）温度计，来测定18℃附近的温度, 为了使18℃时贝克曼温度计的水银柱指示刻度为4℃左右, 则用来调节此Beckman温度计的水的温度最好是：( C )(A) 18 ℃(B) 20 ℃(C) 22 ℃(D) 24 ℃III．问答题：1、贝克曼温度计也是玻璃水银温度计的一种，它与普通玻璃水银温度计相比，其结构和测温性能分别有什么特点？2、测定溶液的电导通常是用频率在1000Hz左右的交流电作桥路电流，为什么？频率太高或太低为什么不行？3、测量某一电热器的功率时，测得电流I = 5.52 A, 电流的测量误差?I = ? 0.02 A, 电压U = 10.3V, 电压测量误差?U = ? 0.1 V。
请根据误差传递理论计算出测量电功率P( = IU )的误差?P是多少？要点：由P = IU 得dP = IdU + UdI根据误差传递理论得：|ΔP| = I|ΔU| + U|ΔI| =5.52?0.1 + 20.3?0.02= 0.96 W即ΔP = ? 0.96 W4、在实验中可以通过测量热电偶的热电势来测量温度，若某热电偶在某一温度区间的热电势E与温度t间满足如下关系：E/mV = -0.10318 + 0.04155 t/℃问: (1)用精度?E＝?0.5 mV电位差计测热电势，则温度测量精度(?t)为多少？(2)若要求温度测量精度?t＝?2℃，则所选电位差计的测量精度?E至少应该为多少？解答要点：已知E/mV = -0.10318 + 0.04155 t/℃，则dE=0.04155dt，根据误差传递理论可得：|?E| = 0.04155?|?t|1(1)?E = 0.04155?|?t|, 即|?t|＝|?E|/0.04155?t ＝?0.5/0.04155 = ?12 ℃(2) |?E| = 0.04155?|?t|,?E = 0.04155?(?2) = ?0.08 mV实验一：燃烧热的测定1、测定萘的燃烧焓雷诺校正曲线，其燃烧完毕后的温度曲线斜率小于零，这是因为：( ③)①燃烧样品太少②燃烧前量热计水温太低③量热计绝热不好④搅拌马达功率太大2、开启气体钢瓶的操作顺序是：( ②)(1) 顺时针旋紧减压器旋杆；(2) 反时针旋松减压旋杆；(3) 观测低压表读数；(4) 观测高压表读数；(5) 开启高压气阀①5─4─3─1 ②2─5─4─1─3③1─5─4─2─3 ④2─5─13、氧气减压器与钢瓶的连接口为防止漏气，应：(④)①涂上凡士林②垫上麻绳或棉纱③封上石蜡④上述措施都不对4、在燃烧热的测定实验中,我们把（③）作为体系①氧弹②氧弹式量热计③氧弹和量热桶内的水④被测的燃烧物5、燃烧热的测定中，若在氧弹中出现黑色物质说明（），出现该现象的原因有（样品量大或氧气量不够）。
热电偶和热电阻的知识
热电偶温度计热电现象和关于热电偶的基本定律热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
它被广泛用于测量-200~1300℃范围内的温度。
在特殊情况下，可测至2800℃的高温或4K 的低温。
热电偶能把温度信号转变为电信号，便于信号的远传和多点切换测量，具有结构简单、制作方便、准确度高、热惯性小等优点。
1. 热电偶测温原理由两种不同的导体或半导体A 或B 组成的闭合回路，如果使两个接点处于不同的温度t 0、t ，则回路中就有电动势出现，称为热电势，这一现象称为热电效应。
热电势是温度t 0和t 的函数，恒定接点温度t 0，则热电势是温度t 的单值函数，只要测得热电势的大小，便可得到被测温度t 。
热电势由温差电势与接触电势组成。
温差电势：是指一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。
同一导体两端温度不同时，高温端（测量端、工作端、热端）电子的运动速度大于低温端电子（参比端、自由端、冷端）的运动速度，单位时间内高温端失电子带正电，低温端得电子带负电，高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。
该电场阻止高温端电子向低温端的动；加大低温端电子向高温端的运动速度，当运动达到动态平衡时，导体两端产生相应的电位差，该电位差称为温差电势。
温差电势的方向：由低温端指向高温端。
温差电势的大小：，()dt dtt N d N e k t t e t tt t )(1,00⎰=，式中k 为波尔兹曼常数；e 为电子电量t N 为导体内的电子密度，是温度的函数；t 、to 是导体两端的温度。
可见温差电势的大小与导体的性质和导体两端温度有关，而与导体长度、截面大小以及沿导体长度方向的温度分布无关。
热端 测量端 工作端冷端自由端参比端热电极B(e AB ()0t AB (,t t e (0,t t e B热电偶回路的总电势接触电势：是在两种不同材料A 和B 的接触点产生的。
A 、B 材料有不同的电子密度，设导体A 的电子密度n A 大于导体B 的电子密度n B ，则从A 扩散到B 的电子数要比从B 扩散到A 的多，A 因失电子而带正电荷，B 因得电子而带负电荷，于是在A 、B 的接触面上便形成一从A 到B 的静电场。
热电偶计算公式
热电偶计算公式
热电偶计算公式是一种简单而高效的方法，用于测量温度。
它涉及在特定条件下测量物体温度的方法。
这种方法被用于各种温度测量应用，如工业温度测量，心理学实验，和医学温度测量等。
热电偶计算公式是一种经济实惠，准确，快速的热测量技术，能够准确无误的测量目标温度。
热电偶温度计的工作原理
热电偶温度计是利用热电效应原理来测量温度的一种温度传感器。
热电偶温度计是由两个不同材料组成的，一种称为“正极”，另一种称为“负极”。
当正极和负极受到相同的热量时，两个极端的电位会发生变化。
温度计的极性检测器会捕捉到这种变化，便于计算温度数值。
热电偶计算公式
热电偶计算公式由相关的参考温度，测量温度和应用场所的热电偶的材料组成。
TC热电偶的公式为： TMC=Tref+a (T-Tref)。
其中，TMC为热电偶测量的温度；Tref为参考温度；a为特定温度范围内，热电偶材料的热电偶系数；T为实际温度。
应用
热电偶公式被广泛应用于工业，医学，心理学等领域。
在工业温度测量中，热电偶计算公式被用于温度检测和测量，协助实现精确的温度控制，实时监控系统以及温度计量精度的检查。
在心理学实验中，热电偶计算公式可以精确测量受试者的体温，从而提供有效的基础数
据，为研究设计有助于深化理论发现。
结论
热电偶计算公式是一种简单可行，可靠，经济实惠的温度测量技术。
它的精确度，快速反应时间和实用性使其成为工业，医学，心理学实验中的理想选择。
然而，由于热电偶计算公式的灵活性，只有在正确选择并校准正确，可靠的热电偶产品，才能获得最佳温度测量精度。
热电偶习题
6、写出图示回路电势表达式
－铜导线 6－动圈仪
4、用K型热电偶配动圈式温度仪表测量温度。其中被测温度为 500℃，热电偶冷端温度为50℃，热电偶与冷端补偿器之间用铜 导线连接，补偿器所处温度为30℃，补偿器平衡温度为0℃， 问：当动圈表的机械零位为0℃时，表的读数t’为多少度？
5、用分度号为S的热电偶和动圈式仪表构成测温系统如图所示， 冷端温度补偿器的平衡温度为20℃，图中，动圈式仪表的机械零 位为0℃。已知t 1300, t1 80, t2 25, t0 30 ，求温度示值？
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我们可以在热电偶的参数表上可以找到热电偶与热电势的的对应公式及逆公式，但这些公式
都是超越函数。
但可以用最小二乘法找到它的迫近多项式。
下表是一些常用热电偶的迫近多
项式的系数，精度还可以，但次数较高，且系数全部是double float 型的，适于PC机做运
算，但不适宜用单片机做运算。
热电偶K(0-1370℃) J(0-760℃) E(-100-1000℃) T(-160-400℃) S(0-1750℃) R(0-1000℃) 精度±0.7℃±0.1℃±0.5℃±0.5℃±1℃±0.5℃
A0 0.226584602 -0.048868252 0.104967248 0.100860910 0.927763167 0.263632917 A1 24152.10900 19873.14503 17189.45282 25727.94369 169526.5150 179075.491 A2 67233.4248 -218614.5353 -282639.0850 -767345.8295 -31568363.94 -48840341.37 A3 2210340.682 11569199.78 12695339.5 780225595.81 8990730663 1.90002e+10 A4 -860963914.9 -264917531.4 -448703084.6 -9247486589 -1.63565e+12 -4.82704e+12 A5 4.83506e+10 2018441314 1.1086e+10 6.97688e+11 1.88027e+14 7.62091e+14 A6 -1.18452e+12 -1.76807e+11 -2.6619e+13 -1.37241e+16 -7.20026e+16 A7 1.38690e+13 1.71842e+12 3.94078e+14 6.17501e+17 3.71496e+18 A8 -6.33708e+13 -9.19278e+12 -1.56105e+19 -8.03104e+19 A9 2.06132e+13 1.69535e+20 对应温度计算公式：T=A0*U^0+A1*U^1+A2*U^2+A3*U^3+……；U为测得的电动势，A0，
A1，A2，A3……为上表中的系数，T为热电偶两端的温度。
本网另有一套8种国际标准热电偶(K,J,B,R,S,T,N,E及Wre)及两种标准热电阻(Pt100,Cu50)
的系数为单精度的6次迫近多项式（最多分二段），量程更广，精度更高。
非常适合8位（如
51）单片机做计算，使你的线性化程序变得更小，速度更快，可以使用具有更小ROM的单
片机，从而节省成本。
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