402,403 电位差计测温差电动势

电阻 (k)
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
温度 (C)
电阻 (k)
记录表 4．铂电阻 PT100 电阻—温度特性数据记录 室温
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度 (C)
电阻 (k)
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
温度 (C)
电阻 (k)
C
Байду номын сангаас
9
10
19
20
C
9
10
19
20
记录表 5. 热电偶测量数据记录：
两边取对数，则有：
ln R T
B
1 T
ln A
（4）
ln
R
T
与
1 T
成线性关系，在实验中测得各个温度
T 的 R T 值后，即可通过作图求出 B 和 A 值，代入（3）式，即可得到 R T 的表达式。式中 R T 为在温度 T(K) 时的电阻值 () ， A 为在某温度时的电阻值 () ， B 为常数 (K) ，其
线。
4、测量 Pt100 铂电阻在不同温度下的电阻值变化，并将所测的对应数据作出 R T ~ t 曲
线。 5、热电偶温差电动势的测量。
【实验步骤】 实验内容 1～4 可利用 FB203 型多档恒流智能控温实验仪与 QJ23 型单臂电桥来进
行。实验内容 5 利用 FB203 型多档恒流智能控温实验仪与 UJ31 型直流电位差计来进行。
值与半导体材料的成分和制造方法有关。图 1 表示了热敏电阻与普通电阻的不同温度特性。 根据上述原理的分析，要了解和研究热电阻类型的温度传感器特性，只要具备能使温度传
感器随温度变化而同时能测量其电阻值变化的装置即可。
2．热电偶测温原理：
热电偶亦称温差电偶，是由 A, B 两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成
1、熟悉 UJ 31 型电位差计操作方法，掌握测量电动势的基本要领。
2、根据图 6 所示用专用导线将加热装置（加热炉）上的相应插口与 UJ31 型直流电位 差计连接。
图 6 热电偶温差电动势测量接线图 3、铜—康铜热电偶的测温端已固定在加热炉内的铜块上，冷端（自由端）插入杜瓦瓶
内的冰水混合物中，确保 t 0 0C 。
先校正好的曲线或数据来求出温度 t 0 热电偶温度计
的优点是热容量小，灵敏度高，反应迅速，测温范
围广，还能直接把非电学量温度转换成电学量。因
1
此，在自动测温、自动控温等系统中得到广泛应用。 图4
【实验仪器】 QJ23 型单臂电桥、UJ31 型直流电位差计、 FB203 型多档恒流智能控温实验仪等。
t , E X ，再取升温降温测量数据的平均值作为最后测量值。另外一种方法是设定需要测
量的温度，等控温仪稳定后再测量这一温度下的温差电动势。这样可以使测量结果更准确
一些，但需花费较长的实验时间。
6、作热电偶 E X ~ t 曲线： 用直角坐标纸作测量后的 E X ~ t 曲线，相邻点用直线相连接，在两个校正点之间的
室温 t ___________ C ,
E n (t) _________ V , t 0 0C （冰水混合物）
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
温度 t(C)
电动势 (mV)
序号
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
温度 t(C)
电动势 (mV)
【注意事项】
1、仪器使用后应关闭电源，长期不用请拔出电源线。 2、在用户正常使用及保管的情况下，仪器的保修期为 18 个月。 3、不同的热电偶的输出会有一定的偏差，所以【附录五】表格中的数据仅供参考。
3、因加热器内铜电阻传感器加热温度上限为120C , 所以加热温度不能超过该数值!!! （仪器出厂时已将温度上限设定为120C ）
择合适的电桥比例，并把比较臂放在适当的位置，先按下电桥的“ G ”按钮（检流计通断 按钮），再按下“ B ”按钮（工作电源通断按钮），仔细调节比较臂，使检流计指零。重复
以上步骤。把实验数据一一记录到表格中。
4、按等精度作图的方法，用所测的对应数据作出 R T ~ t 曲线。
二、铜—康铜热电偶温差电动势测量
体积也可以做得很小，用它来制成的半导体温度计，已广泛地使用在自动控制和科学仪器
中，并在物理、化学和生物学研究等方面得到了广泛的应用。
【实验目的】
1．研究热敏电阻、铜电阻；铂电阻、热电偶的温度特性。
2．掌握利用直流单臂电桥与控温实验仪测量热敏元件在不同温度下电阻值的方法。
【实验原理】
温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。常用的温度传
电动势，然后开启 FB203 型温控仪电源，给热端加温。每隔10C 左右测一组 t , E X ，
直至100C 为止。由于升温测量时，温度是动态变化的，故测量时可提前 2C 进行跟踪，
以保证测量速度与测量精度。测量时，一旦达到补偿状态应立即读取温度值和电动势值。
然后再做一次降温测量（可开启风扇），即先升温至 100C ，然后每降低 10C 测一组
4、连接时应将铜—康铜热电偶测温端一引线及冷端一引线接入 UJ31 电位差计的“未 知”端（参见图 4）。注意热电偶及各电源的正、负极的正确连接。
5、按 UJ 31 电位差计的使用步骤，先接通检流计、电位差计工作电源，并调好工作
3
电流，即可进行电动势的测量。先将电位差计倍率开关置“ 1”档,测出室温时热电偶的
一、主要技术指标：
1、最大恒流电流：≥1.5A (电流调节过大温度俯冲过高，控温时间延长) 2、实验最高温度：120C (因内有铜电阻) ，控温精度 0.5C 。 3、升温时间（从室温加热至120C ）：小于 30 分钟；降温时间（风扇强制降温）：小 于 35 分钟。 4、 使用环境温度： 0 ~ 40C ，相对湿度： 45 ~ 80%
阻在不同的温度下的电阻值，并将测量数据逐一记录在表格内。
2
图 5 测量热敏电阻、铜电阻、铂电阻接线示意图 2、测量铜电阻或铂电阻时可根据图 5 所示用专用导线将加热装置（加热炉）上的相应
插口与 QJ23 型单臂电桥连接，从室温到100C ，通过温控仪的设定，每隔 5C 测一个数
据，测出铜电阻或铂电阻在不同的温度下的电阻值，并将测量数据逐一记录在表格内。 3、测量时，根据不同测量对象，估计被测热敏电阻（或铜电阻、铂电阻）的阻值，选
K E b E a , K 值即为所求的 。 tb ta
8、 的理论值为 0.00428mV / C ,求测量结果的相对误差 E 。
【数据与记录】
记录表 1．MF51 负温度系数热敏电阻数据记录
室温
C
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度 (C)
电阻 (k)
序号
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17
18
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【实验内容】
1、测量 MF51 热敏电阻（负温度系数）在不同温度下的电阻值变化，并将所测的对应
数据作出 R T ~ t 曲线。
2、测量 MZ11A 热敏电阻（正温度系数）在不同温度下的电阻值变化，并将所测的对
应数据作出 R T ~ t 曲线。 3、测量 Cu50 铜电阻在不同温度下的电阻值变化，并将所测的对应数据作出 R T ~ t 曲
同化学成份的金属丝的一端焊在一起，构成热电偶的热端（工作端）。将另两端各与铜引
线（即第三种金属 C ）焊接，构成两个同温度（ t 0 ）
的冷端（自由端）。铜引线与电位差计相连，这样就
组成一个热电偶温度计。如图 4 所示。通常将冷端
置于冰水混合物中，保持 t 0 0C ，将热端置于待
测温度处，即可测得相应的温差电动势，再根据事
温度差为1C 时所产生的电动势。
为了测量温差电动势，就需要在图 2 的回路中接入电位差计，但测量仪器的引入不能
影响热电偶原来的性质，例如不影响它在一定的温差 t t 0 下应有的电动势 E X 值。要做到 这一点，实验时应保证一定的条件。根据伏打定律，即在 A 、B 两种金属之间插入第三种
金属 C 时，若它与 A 、 B 的两连接点处于同一温度 t 0 （图 3），则该闭合回路的温差电动 势与上述只有 A 、 B 两种金属组成回路时的数值完全相同。所以，我们把 A 、 B 两根不
20
温度 (C)
电阻 (k)
记录表 2．MZ11A 正温度系数热敏电阻数据记录 室温
C
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度 (C)
电阻 (k)
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
4
温度 (C) 电阻 (k)
记录表 3． 铜电阻 CU50 的电阻—温度特性数据记录 室温
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度 (C)
的。当两个接点处于不同温度时（如图 2），在回路中就有直流电动势产生，该电动势称温
差电动势或热电动势。当组成热电偶的材料一定时，温差电动势 E X 仅与两接点处的温度
有关，并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式：
EX (t t0 )
图2
图3
式中 称为温差电系数，对于不同金属组成的热电偶, 是不同的，其数值上等于两接点