热电偶标定
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。
热电偶标定
热电偶标定
热电偶标定是检测相标定后电极-热电偶的信号和温度关系的一种方法。
它主要有以下注意事项：
1、接线正确：热电偶接线应正确，不要接反，否则会影响测量结果。
2、热电偶电源：热电偶输入电源要求是一定的，不可变动，否则将影响测量结果。
3、校准工具准备：标定前，应准备准确的温度控制表进行标定，需要确保其准确度。
4、校准的方法：标定的方法通常是将仪器的电极-热电偶放入精确温度模拟室中，调节它的温度，并记录相应的信号和温度。
5、取样：标定的重点是获取校准点的数据，要确保数据的准确性，此外，应根据不同的设备及其应用需求，取样，来确定测量范围。
6、校准结果分析：校准完毕后，分析校准结果，对其进行复核、比较，如果不满意，可以再次校准。
7、校准报告：记录标定信息，并根据该信息准备校准报告，这个报告将作为实际应用中热电偶准确性的证明文件。
热电偶标定是确保热电偶测量准确性的关键步骤，在操作前应对上述注意事项进行更详细的了解，以准确地完成标定工作。
热电偶制作与标定
1 热电偶制作与标定（实验序号03030012）所用仪器：1.HY30D 数字电位差计；2.CS501恒温水浴，冰瓶；3.电烙铁，焊锡丝，铜－康铜导线 一、实验目的：1.掌握热电偶的焊制方法与标定方法。
2.熟悉和掌握热电偶的测温原理和测温方法。
绘制热电偶的E ～t 曲线。
二、实验原理：1.热电偶制作分为两种方法：①一种是利用碳棒电弧熔接法。
碳棒接直流电源的正级。
将热电偶丝的铜和康铜导线两端分别磨光对齐绞接在一起，然后接到直流电源负极。
用热电偶接头轻轻打击碳棒即可引弧使热电偶接头熔接在一起而成。
这种方法是利用高温电弧将热偶丝熔化连接在一起的。
这样制作的热电偶适用于高温测量。
②另一种制作方法是焊接法。
将热电偶丝的两根导线的两端分别磨光对绞接在一起，然后用银焊或锡焊连接而成。
这种方法是利用熔化焊料连接而成。
银焊或锡焊的热电偶只适于低温范围（300℃以下）。
AAB A BB绞焊法 平行焊 埋入法2.测温原理：如图一电势E 是两端温度ｔ,ｔ0的函数，ｔ0不变时，)(t f EAt △tB恒温水浴 电位差计 冰瓶图一 图二3.热电偶的标定：如图二将热电偶冷端置于冰瓶中（0℃），热端置于恒温水浴中，水浴温度由标准温度计指示读出，以电位差计测量热电偶两端间电势E 0，改变水浴温度，可测得不同温度下对应的电动势，从而得出E ～t 曲线，热电偶校验系统与热电偶标定系统相同。
三、实验步骤：1.热电偶的制作：①将铜—康铜热偶丝两端分别用砂纸磨光、对齐、拧在一起（不超过3周）。
②按图接线路系统后，接通电源，将调压器调到一定电压（低于36伏）。
③将拧在一起的热电偶一端很快插入锡铂纸内，然后快速取出，会看到有火花出现。
④检验接头，如果呈光亮圆形即为合格，然后再以同样方法焊制另一端。
⑤重复上述步骤，每人做2～3对热电偶，做好后，断开电源。
2.热电偶的标定：①将做好的热电偶分组编号。
②将要标定的一组热电偶的热端置于恒温水浴内，将冷端置于冰瓶内，并将各热电偶按编号分别接在转换接线板上，按图示线路连接好电位差计。
热电偶标定实验结果分析
热电偶标定实验结果分析
热电偶是一种测量温度的仪器，它的原理是通过一对将温度变化为电信号的对热电元件，从而测量温度。
热电偶标定是实验过程中的一项重要工作，它旨在校准热电偶的精度，以确保热电偶能准确地测量出实际温度。
标定实验结果可以用来评估热电偶的准确性，并检验它是否符合要求。
总体而言，标定实验结果表明，热电偶在准确度和精度方面具有较高水平。
经过标定实验，热电偶的准确性得到了很大改善。
标定实验通常使用校准仪和校准程序来检验热电偶的精度和准
确度。
校准仪的工作原理是，先使用正确的热电偶和它的测量点，仪器会根据校准仪的参数计算出热电偶的温度。
有了实际温度和校准仪计算出的温度，就可以比较热电偶的精度和准确性。
此外，标定实验还能够检测热电偶的漂移程度。
漂移是指热电偶的温度读数在一段时间内发生了显著变化，漂移可以通过测量热电偶的温度变化来检测。
如果热电偶的温度变化超过了一定的限度，就表明热电偶的漂移很严重，它可能无法准确地测量温度。
最后，还要说明的是，进行标定实验的过程中应该注意一定的安全措施。
热电偶是一种有电压的器件，在使用过程中应该注意安全，避免受电击。
同时，应该保证实验环境无干扰，以确保测量精度。
综上所述，热电偶标定实验是测量温度的重要环节。
标定实验能够检验热电偶的准确度，检测热电偶的漂移，确保热电偶能准确测量温度。
此外，在标定实验过程中还应该注意安全措施，以确保测量结
果的准确性。
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。
热电偶的标定
热电偶的标定
热电偶是利用热电效应测量温度的一种传感器，它多用于测量热电器、过热器、焊接
设备和热力等中温度。
由于它有极低的热电阻、数毫秒的响应时间、恒定的温度范围，热
电偶比其他温度测量传感器更为通用和可靠。
每个热电偶都具有不同的特性，它们应该得到正确的标定才能提供准确的测量结果。
热电偶标定既包括使用模拟技术的标定，也包括使用数字器件的标定。
一般来说，对热电
偶的标定主要包括校准和测粗度。
校准是一种使用来自几个标准温度源的参考温度把热电偶精确地校准到测量值与参考
值一致的过程，当温度变化时，热电偶测量值也会随之变化，这种变化称为精度变化，校
准的目的是将其精度提高。
测粗度是确定热电偶的热电粗度的过程，热电粗度可以理解为两个相邻测量点之间的
温度差，它用来衡量测量的精确性。
热电偶测量的精度值要求在一定的温度范围内，测粗
度能够反映出不同温度下热电偶的测量精度，以确定热电偶的测量准确性。
根据热电偶安装类型，可以采用固定式或可移式安装方式，对于固定式热电偶，一般
使用直接安装在探头上，首先在未安装热电偶前确定目标温度，然后根据特定测量点温度
值检查热电偶，并将热电偶安装到探头上，完成校准和测粗度过程，最后将安装完成的热
电偶验证无误并录入校准报告。
对于可移式安装的热电偶，首先确定温度值，然后将热电
偶放置到探头上完成校准和测粗度，最后将测量值写入校准报告中，校准完成。
热电偶标定是要求热电偶各个温度测量点准确无误的校准过程，只有在此过程中，热
电偶才能提供准确可靠的温度测量数据。
因此，在应用热电偶之前，必须完成热电偶标定，以确保热电偶的温度测量准确度。
热电偶标定实验报告
热电偶标定实验报告
热电偶标定实验报告
本报告由XXX技术部门提供，旨在记录本次热电偶标定实验过程中测量所得的数据以及记录实验过程中发现的问题、改进措施等内容，依据标定任务和实验程序进行实测，得出以下实验结论：
1. 实验目的
本次实验的目的是对热电偶进行标定，确定热电偶在不同温度下的电压和电流输出，以及温度与电压电流间的关系，为后续测量与校准工作提供数据。
2. 实验设备
本次实验使用了高精度电源、计算机和被测热电偶，温度采用液体温度计进行测量。
3. 实测结果
我们对热电偶在20~100℃范围内进行标定，结果表明：热电偶在-20.1 到101.8℃之间的电压输出为-700.1~700.1mV，电流输出在2.2~2.4 mA之间。
同时，热电偶的温度测量精度达到±0.2℃。
4. 发现问题
在本次实验过程中，未发现问题。
5. 改进措施
为了确保实验的可靠性，我们建议：1.在每次标定之前都要检查设备的质量；2.使用高精度设备，提高实验精度。
综上所述，本次热电偶标定实验结果满足要求，未发现问题，同时也建议采用改进措施，以确保实验的可靠性和准确性。
最终，祝该实验一切顺利！。
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。
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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1
2、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⋅
V
μ℃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（n
A
0/n
B
） (2)
式中k为玻耳兹曼常量，e为电子电量，n
A
0和n
B
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。
温差电偶的测温范围可以从4.2K（-268.95℃）的深低温直至2800℃的高温。
必须注意，不同的温差电偶所能测量的温度范围各不相同。
3、热电偶的定标
热电偶定标的方法有两种。
（1）比较法：即用被校热电偶与一标准组分的热电偶去测同一温度，测得一组数据，其中被校热电偶测得的热电势即由标准热电偶所测的热电势所校准，在被校热电偶的使用范围内改变不同的温度，进行逐点校准，就可得到被校热电偶的一条校准曲线。
（2）固定点法：这是利用几种合适的纯物质在一定气压下（一般是标准大气压），将这些纯物质的沸点或熔点温度作为已知温度，测出热电偶在这些温度下对应的电动势，从而得到电动势――温度关系曲线，这就是所求的校准曲线。
本实验采用固定点法、且连接方法参照图3中的（a）对热电偶进行定标。
实验中的铜――康铜热电偶分为了“热电偶热端”和“热点偶冷端”两部分，它们都是由受热管和两股材料分别为铜和康铜的导线组成，如图4所示，其中，铜导线外部是红色绝缘层，康铜导线外部是黑色绝缘层，且两股导线在受热管中焊接在一起，但和外部的受热管绝缘，受热管的作用只是让其内部的两导线焊接端良好受热。
图4
连接热电偶时，将“热电偶热端”和“热电偶冷端”的“红”接“红”，“黑”接“黑”，以保证形成热电偶，为了测出电压，可将数字万用表接在它们的“红”与“红”之间，或“黑”与“黑”之间，把冷端浸入冰水共存的保温杯中，热端插入加热盘的恒温腔中，如下图5，是其中一种连接方法。
图5
定标时，加热盘可恒温在50――120℃之间。
用数字万用表测定出对应点的温差电动势。
以电动势ε为纵轴，以热端温度t 为横轴，标出以上各点，连成直线。
如图6所示，即为热电偶的定标曲线。
有了定标曲线，就可以利用该热电偶测温度了。
这时，仍将冷端保持在原来的温度（t 0=0℃），将热端插入待测物中，测出此时的温差电动势，再由ε-T 图线，查出待测温度。
图
6 C
ε
红 黑
内有加热引线和温度传感器引线
隔热板
恒温腔
数字万用表
插入加热盘 的恒温腔中 浸入冰水共存
的保温杯中
四、实验内容与步骤
1、测温差电动势
连接好实验装置，将“热电偶热端”置于恒温腔中，将“热电偶冷端”置于保温杯的冰水混合物中，将“温度选择”开关置于“设定温度”，调节“设定温度初选”和“设定温度细选”，选择加热盘所需的温度（如50℃），按下“加热开关”开始加热，待加热盘温度稳定时，温度可能达不到设定值，可适当调节“设定温度细选”使其温度达到所需的温度（如50.0℃），这时给其设定的温度要高于所需的温度，读出数字万用表中此时的温差电动势。
2、热电偶定标
如步骤1，调节加热盘的温度，使其每次递增10℃（如依次达到60℃、70℃、80℃、90℃、100℃），热电偶冷端不变，测量不同温度下的温差电动势，作出热电偶的ε-T定标曲线。
3、利用热电偶测温验证ε-T定标曲线
︒），将冷端置于保温杯中，热端插入恒温腔中，使恒温腔的温度达到某一值（如75C
测出此时的温差电动势，由ε-T定标曲线查出对应的温度值，与恒温腔的实际温度值进行比较，分析误差。
五、数据记录及处理
1、测量出对应温度的温差电动势。
2、
t/℃
3、验证ε-T定标曲线
4、误差分析
六、思考题
1、实验中的误差是如何产生的？
2、如果实验过程中，热电偶的冷端不在冰水混合物中，而是暴露在空气中（即室温
下），对实验结果有何影响？
3、大气压对实验有什么影响？。