铜-康铜热电偶试验
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。
铜_康铜热电偶的热镀锡膜工艺和测温特性分析
铜-康铜热电偶的热镀锡膜工艺和测温特性分析Hot Tinning Process of Copper-constantan Thermocouples andThermometric Characteristics Analysis刘晓辉 鲁墨森(山东理工大学,山东淄博255049)摘 要:针对铜-康铜热电偶测量端利用高温和电弧烧结的测点易变形、脆折,且需较大的保护管而牺牲灵敏度,在微环境和温度动态测量中,不能真实同步反映温度的动态变化过程,制作了热镀锡膜法焊接的铜-康铜热电偶。
通过标定和多项式回归分析,表明热镀锡膜法制作的铜-康铜热电偶可使用裸测头和小保护管,且热惰性小、灵敏度高、不断偶;-35～100℃温度范围内,其测温精度能达到±0105℃,在实验室、冷暖工程和农业测温应用中具有很好的实用性。
关键词:铜-康铜热电偶;热镀锡膜法;多项式回归;线性0 引言铜-康铜热电偶是一种在(-270～400)℃温度范围内使用的廉金属热电偶,由铜和康铜两种材料配对组成,其质地均匀,热电势大,灵敏度高,成本低廉,广泛应用工农业生产和研究等领域。
铜-康铜热电偶测量端焊接质量的好坏直接影响其测温的灵敏度、可靠性、一致性、稳定性以及线性等特性,因此,测量端的焊接是铜-康铜热电偶制作的关键工艺。
铜-康铜热电偶测量端测头的焊接方法很多,主要有气焊:利用乙炔火焰使热电偶测量端熔成球状;对焊:利用对焊机把热电偶测量端熔化成球状;直流氩弧焊:是用氩气作保护,以高频引弧,直流焊接,并能进行对焊;电弧焊:用高温电弧将热电偶测量端熔化成球状;光纤激光微细焊:利用激光的作用使偶丝熔化,形成微小的热电偶结点;锡膜焊:以外被锡纸薄膜的导电金属环作为其中一个电极进行电弧焊接。
这些焊接方法,应用于工业测温的相对高温型测头,加上较大的保护管才能完成相应的测温工作。
且这些焊接方法大部分设备复杂,操作技术要求高,焊接电压、电流、时间及火焰温度难以掌握,焊接质量不易控制。
实验报告-热电偶的制作及标定
实验一热电偶的制作及标定一、实验目的1、了解热电偶的结构，学习制作热电偶，掌握冰点法确定热电偶参比端的方法；2、掌握恒温水槽的使用方法；3、掌握使用高精度61/2位数字万用表测量热电偶的热电势和热电阻阻值的方法；4、了解热电偶的测量数据处理的方法。
二、实验原理热电偶两结点所产生的总的热电势等于热端热电势与冷端热电势之差，是两个结点的温差Δt的函数：E AB（T，T0）=e AB（T）-e AB（T0）图1热电偶热电势产生原理图三、实验步骤（一）热电偶制作由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。
热电偶在生产和使用过程中，新制热电偶或焊点处断裂都需要将测量端焊接起来，而焊接质量的好坏直接影响热电偶测温的可靠性。
对直径为0.5mm以下热电偶的焊接方法主要有直流电弧焊、交流电弧焊、对焊、盐水焊等。
本实验采用盐水焊和直流电弧焊。
1、盐水焊是目前贵金属热电偶测量端焊接较好的一种方法。
它的优点是设备简单、操作简便、盐水对测量端腐蚀轻，焊点光亮圆滑，能够满足对热电偶焊接质量的要求。
焊接装置由调压器(3—5kW)，烧杯(500ml)和热电偶夹具等组成。
如图1所示。
图2盐水法热电偶焊接具体焊接方法如下：1）盐水配制：用氯化钠（或食用盐）与蒸馏水配制成饱和盐水，并置于烧杯中，液面离杯口不大于5mm，以便于观察插入深度和焊点大小。
2）焊接：一个鳄鱼夹夹住一根长100mm、直径为3mm的金属棒（或碳棒），放入饱和盐水中，接上调压器的输出端。
用竹镊夹住经整理齐直的热电偶丝，并与调压器的另一输出端接通。
根据热电偶丝的直径与材料调节调压器输出电压，约为110～160V，将热电偶垂直插入液面，其深度约为1mm。
插入液面的时间不宜过长，以焊点直径不超过 1.2mm为宜。
观察焊点是否圆滑光亮，如果不圆须再次插入液面并控制插入深度（应浅一些）和插入时间（应短一些）使焊点圆滑。
实验指导书
热电偶的标定与校验一、实验目的1．掌握热电偶的温度标定与校验方法，初步了解铜――康铜热电偶的特性；掌握热电偶测温的基本原理；2．掌握单支热电偶采用冰浴法的连接线路；3．掌握电位差计的使用；4．学会制作热电偶丝；5．能利用误差理论对所得的数据进行处理。
二、实验内容1．对单支热电偶进行温度校验（或标定）；2．绘制铜-康铜热电偶的热电势――温度特性曲线。
三、实验仪器、设备及材料1.UJ33d数字式直流电位差计；2.DHT-2型热学实验仪；3.铜-康铜热电偶丝；4.0～50℃二级标准水银温度计；5.电冰箱；6.保温杯；7.手锤；8.塑料杯；9.调压器；10.砂纸。
四、实验原理将A、B两种不同材质的金属丝的两端点焊接成一个闭合回路。
当两个接点处于不同温度时（如图1），在闭合回路中就会产生热电势，这种现象称为热电效应。
图1图2 为了测量温差电动势，就需要在图1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。
根据中间导体定则，在热电偶回路中接入第三种导体，只要与第三种导体相连接的两端温度相同，接入第三导体后，对热电偶回路中的总电势没有影响。
在A、B两种金属之间接入第三种金属C时，若它与A、B的两连接点处于同一温度T0（图2），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（T0）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3所示。
图 3当热电偶材料一定时，回路中的总电势E AB(T,T0)成为温度T和温度T0的函数差，即E AB(T,T0)=f(T)-f(T0)当热端温度T为测量点的实际温度时，若使冷端的温度T0不变，即f(T0)=C(常数)，则E AB(T,T0)=f(T)-C回路中产生的热电势仅是热端温度T的单值函数。
JJG368-2000工作用铜-铜镍热电偶
肖季 春 （辽 宁 省 计 量 测试技术研究所 ） 吴桂 霞 （ 辽 宁 省 计 量测试技术研究所 ） 李 宏 伟 （ 辽 宁 省 计 量测试技术研究所 ）
ＪＪＧ ３６８－ ２０００
１ 技术要求． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． …
厂 ｜ ．！
中华人 民共和国国家计量检定规程
ＪＪＧ ３６８－ ２０００
工作用铜一铜镍热电偶
ＷｏｒｋｉｎｇＣ ｏｐｐｅｒ／Ｃｏｐｐｅｒ－ＩｅｉｉｃｋｅｌＴ ｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ
２０００一０７一０９发布
２０００一０９一１５实施
国 家 质 量 技 术 监 督 局 发布
Ｊ３Ｇ ３６８－ ２０００
工作 用铜一铜镍热电偶
２．２ 其他检定设备
２．？．１ ０．０２级低电势直流电位差计 （最小步进值１｝ Ｖ）及其相应的配套设备或不低于
同等准确度的电测设 备一若用 ２等标准铂电阻温度计时 ，还应配用 ０．０２级 １０Ｓ Ｚ标准电 阻 和电流换 间开 关
２．｝．｝ 液氮槽和干冰槽 Ｃ ？．？．； 工作区域任意两点之间的温差不大于 ０．０５℃的恒温槽。 ｝．？．－｝ 冰点槽或冰点器及保温筒。
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Ｊ．ＩＧ ３６８一 ２０００
工作用铜一铜镍热 电偶检定规程
本规程适用 于新制 的和使用 中的测量范 围为 （一２００一３５０） ℃ 的工作 用铜一铜镍 （康铜 ）热电偶 （以下简称热电偶）首次检定和后续检定。
技术要求
１．１ 构成热电偶用的铜和铜镍电极技术条件应符合国家标准 ＧＢ２９Ｏ３一１９９８的要求 热电偶焊点应牢固，表面光滑，无气孔，焊点直径约为电极的 ２倍。电极不 允许有折 叠 、扭曲现象 ，外部应有绝缘层或绝缘保护管。 １．２ 新制热电偶全长应不小于 １．２ｎｌ，铜与铜镍电极直径应一致．＿不同直径热电偶使 用的最高温度范围如表 １所示：
铜康铜热电偶温差电系数标准值
铜康铜热电偶温差电系数标准值嘿，朋友们！今天咱来聊聊铜康铜热电偶温差电系数标准值这个事儿。
你说这铜康铜热电偶温差电系数标准值，就像是一把精准的尺子，能衡量出温度变化的细微差别呢！它就好比是一位经验丰富的老工匠，对温度的把握那叫一个精准无误呀！咱平时生活中，温度的变化那可是无处不在的。
冬天的时候，咱会感觉到冷，夏天又会觉得热，这其实都是温度在悄悄捣鬼呢。
而铜康铜热电偶温差电系数标准值呢，就是帮助我们更好地了解这些温度变化的秘密武器。
想象一下，如果没有一个准确的标准值，那我们对温度的测量不就像没头苍蝇一样乱撞吗？那可不行！这就好像你要去一个陌生的地方，没有地图指引，那岂不是要迷路啦？这铜康铜热电偶温差电系数标准值可是经过了无数次的试验和研究才确定下来的呀。
科研人员们那是花费了大量的心血和精力呢！他们就像一群执着的探险家，不断地探索、尝试，只为了找到那个最准确的答案。
在很多工业生产中，它的作用那可大了去了。
比如说在炼钢的时候，温度的控制那是至关重要的，差一点都不行，这时候铜康铜热电偶温差电系数标准值就能派上大用场啦，能确保生产出高质量的钢材呢！这可不是开玩笑的呀，要是温度没控制好，那钢材的质量可就没法保证啦，那得造成多大的损失呀！而且呀，它在科学研究中也是不可或缺的呢。
科学家们通过它来获取准确的温度数据，从而推动科学的进步。
这就好像是给科学研究插上了一双翅膀，让它能飞得更高更远。
咱可别小看了这小小的铜康铜热电偶温差电系数标准值，它虽然不起眼，但却在很多领域都发挥着至关重要的作用呢。
它就像是一个默默无闻的幕后英雄，悄悄地为我们的生活和工作贡献着自己的力量。
所以说呀，我们要好好珍惜这个标准值，要正确地使用它，让它为我们创造更多的价值。
我们也要感谢那些为了确定这个标准值而付出努力的人们，没有他们，我们可享受不到这么准确的温度测量呢！这铜康铜热电偶温差电系数标准值啊，真的是太重要啦！。
t型热电偶校准
t型热电偶校准
T 型热电偶又称铜-康铜热电偶，是一种常用的温度传感器。
为了确保其准确性和可靠性，定期进行校准是非常重要的。
以下是关于 T 型热电偶校准的一般步骤和注意事项：
1. 选择合适的校准设备：使用经过校准的标准温度计或温度校准器作为参考源。
2. 准备校准环境：根据 T 型热电偶的使用范围，选择适当的温度点进行校准。
确保校准环境稳定，避免温度波动。
3. 连接热电偶：将 T 型热电偶正确连接到校准设备上，确保接触良好。
4. 进行温度测量：将校准设备设置为目标温度点，并等待温度稳定。
记录下热电偶的测量值。
5. 比较测量值和标准值：将热电偶的测量值与标准温度计或校准器的显示值进行比较。
6. 分析结果：如果热电偶的测量值与标准值之间存在偏差，根据偏差的大小和方向，判断热电偶是否需要进行调整或修正。
7. 记录校准结果：将校准过程和结果详细记录下来，包括校准日期、人员、使用的设备和校准结果等信息。
需要注意的是，T 型热电偶的校准应该由专业人员进行，并且遵循相关的校准规范和标准。
此外，定期的校准可以确保热电偶的准确性，并延长其使用寿命。
希望以上内容对你有所帮助。
如果你需要更详细的信息或有其他问题，请随时提问。
【2017年整理】导热系数的测定（1）
实验二 导热系数的测定热量传输有多种方式，热传导是热量传输的重要方式之一，也是热交换现象三种基本形式（传导、对流、辐射）中的一种。
导热系数是反映材料导热性能的重要参数之一，它不仅是评价材料热学特性的依据，也是材料在设计应用时的一个依据。
熔炼炉、传热管道、散热器、加热器，以及日常生活中水瓶、冰箱等都要考虑它们的导热程度大小，所以对导热系数的研究和测量就显得很有必要。
导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。
一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。
因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的导热系数常用实验的方法测定。
测量导热系数的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。
本实验介绍一种比较简单的利用稳态法测材料导热系数的实验方法。
稳态法是通过热源在样品内部形成一个稳定的温度分布后，用热电偶测出其温度，进而求出物质导热系数的方法。
【实验目的】1、掌握稳态法测材料导热系数的方法2、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】YBF －2型导热系数测试仪，杜瓦瓶，测试样品（硬铝、橡皮）、游标卡尺、物理天平等。
【实验原理】早在1882年，法国科学家丁·傅里叶就提出了热传导定律，目前各种测量导热系数的方法都建立在傅里叶热传导定律基础上。
当物体内部各处温度不均匀时，就会有热量从温度较高处传向较低处，这种现象称为热传导。
热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z o 处取一个垂直截面积dS ，以d dT表示在Z 处的温度梯度，以dtdQ 表示该处的传热速率（单位时间内通过截面积dS 的热量），那么热传导定律可表示成：（1-1）式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反），比例数λ即为导热系数，可见导热系数的物理意义：在温度梯度为一个单位的情况下，单位时间内垂直通过截面单位面积的热量。
铜_康铜测温热电偶的制作和标定
落叶果树 D EC I D UO US FRU I TS 2009(5) 铜-康铜测温热电偶的制作和标定刘晓辉1,鲁墨森32,谭婷婷3(11山东理工大学,淄博255000; 21山东省果树研究所,泰安; 3.蓬莱市广播电视局) 摘 要:铜-康铜热电偶以其灵敏度高、稳定可靠、抗震抗摔、互换性好、价格低廉、适用于远距离测温和自动控制等优势,在农业和制冷工程中发挥着重要作用。
通过选择铜-康铜热电偶的制作方法和标定方式,进行多项式回归分析,表明热镀锡焊测头非标准分度的铜-康铜热电偶在-35～100℃范围内的线性及一致性都较好,适于实验室、农业和制冷工程测温应用。
关键词:铜-康铜热电偶;热电动势;温差;多项式回归;线性 中图分类号: T M93816 文献标识码: A 文章编号: 1002-2910(2009)05-0034-04收稿日期:2009-05-193通讯作者基金项目:山东省科技厅科技发展计划项目作者简介:刘晓辉(1983-),女,内蒙古赤峰人,从事制冷保鲜加工工程研究。
现代工业和农业测温技术中,热电偶具有灵敏度高、可靠、抗震抗摔、互换性好及适于远距离测量和自动控制等优点,被广泛应用于制冷、化工、食品、轻工、农业科学研究等领域。
热电偶的种类很多,不同材料组成的热电偶其适用条件、测温范围、灵敏度等都有所不同,实际应用时还要考虑测量对象、测头形状、测头大小和引线长度等多方面因素。
铜-康铜热电偶由铜和康铜两种材料配对组成,其质地均匀、热电势大、灵敏度高、成本低廉[1]、容易制作,在-200～400℃范围内其温差电势与温度之间具有良好线性[2],在制冷工程、农业气候、生态、生理研究和生产等领域得到了广泛的应用。
1 铜-康铜热电偶的结构和测温原理铜-康铜热电偶又称铜-铜镍热电偶,分度上属T 型热电偶。
是一种在±100℃常用温度范围内最佳的廉价金属热电偶。
它的正极是纯铜(Cu:100%),负极为铜镍合金(Cu:55%,N i:45%),常称之为康铜。
铜-康铜热电偶试验
铜-康铜热电偶测温度试验报告一，试验目的研究和检验各种工作机械，传动机械和动力机械工作时，通过构建多点温度测试系统，获取其温度场的形成变化特点。
以期进一步分析产品的设计质量和制造质量。
(1) 运用学习的测试技术知识设计组建多点温度测试系统；(2) 学习铜一康铜热电偶的结构及其原理，测量其静特性、动特性曲线；(3) 学习传感器在实际测试中应用方法；(4) 学会组建合适的测试系统的一般方法；通过测试了解机床温度场的形成，认识机床热态特性的重要意义。
二试验器材(1) 铜一康铜热电偶，水银玻璃温度计，半导体测温传感器等；(2) 温度标定装置；(3) 多点转换开关；(4) 电位差计；(5) 函数记录仪；(6) 普通车床；(7) 相关低值易耗品。
三试验原理从理论上讲，凡随温度变化，其物理性质也发生变化的物质皆能作为测温传感器。
但是，要想测量获得准确的温度值，则不是所有上述物质都能适用。
一般而言，用于测量温度的敏感元件原则上应该满足下列要求：a.温敏件的测温特性应该仅和温度有关，测温特性随温度变化的函数曲线应呈线性特性，而且测温特性的变化应该明显，即有较高的灵敏度。
b.温敏件在长期使用过程中，其测温特性应具有较好的稳定性。
c.温敏件应该具有较宽的测温范围，即在不改变测温特性的条件下，温敏件能测量高、低温的范围越宽越好。
实际上，完全满足以上要求的温敏件是不存在的。
目前，温度传感器形式多样，分类方式繁多。
常用的温度传感器可以分类如图9－3所示。
温度传感器还可以分为接触式和非接触式两大类。
所谓接触式就是传感器直接与被测物体接触，这是测温的基本形式。
这种形式是通过接触方式把被测物体的热能量传送给温敏传感器，这就降低了被测物体的温度。
特别是被测物体较小，热能量较弱时，不能正确地测得物体的真实温度。
因此，采用接触方式时，测得物体真实温度的前提条件是，被测物体的热容量必须足够大于温度传感器。
非接触方式是测量被测物体的辐射热的一种方式，它可以测量远距离物体的温度，这是接触方式做不到的。
实验3 热电偶原理及现象
实验3 热电偶原理及现象实验目的：了解热电偶的原理及现象实验原理：热电偶的基本工作原理是热电效应，当其热端和冷端的温度不同时，即产生电动势。
通过测量此电动势就可以知道两端的温差。
若将热电偶的冷端固定某一温度（一般为室温或0℃）则热电偶的热端温度即可知道，从而实现温度的测量。
本次实验中，热电偶由两只铜－康铜热电偶串接而成，分别装在上、下梁表面。
所需单元及附件：－15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F／V表、加热器、热电偶（10Ω）、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。
实验步骤：(1)了解热电偶原理：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。
具体热电偶原理参考教课书。
(2)了解热电偶在实验仪上的位置及符号，（参见附录二）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。
(3) 按图2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。
图2（4）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。
（5）用自备的温度计测出上梁表面热电偶处的温度t并记录下来。
（注意：温度计的测温探头不要触到应变片，只要触及热电偶处附近的梁体即可）。
（6）根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab(t,to)=Eab(t,tn)+Eab(tn,to)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。
铜—康铜热电偶电动势随时间变化规律研究
铜—康铜热电偶电动势随时间变化规律研究[摘要] 通过在理论上进行分析推导和具体的实验研究,证明在一定范围内,铜-康铜热电偶产生的电动势与加热时间存在线性关系。
并提出了铜-康铜热电偶的这种线性关系在当今科技领域的一些具体应用。
[关键词] 铜-康铜热电偶电动势时间线性关系一、铜-康铜热电偶产生电动势的原理1.塞贝克电动势如图1所示,将铜与康铜两种不同的导体两端连接,组成一个闭合回路,当两个接头处具有不同的温度T和T0时,回路中便产生电流,这种电流称为温差电流,这个环路便构成铜-康铜热电偶,产生的电动势称为温差电动势,亦称为塞贝克电动势,其数值一般只与两个接头的温度有关。
图1 铜-康铜热电偶原理图2.接触电势在图1所示回路中,产生的电动势除了有温差电动势的贡献外,还有接触电势。
由于不同导体的自由电子密度是不同的,当两个不同导体——铜和康铜连接在一起时,在铜与康铜接触处就会因电子密度差而引起电子的扩散。
由于铜的自由电子密度大于康铜的自由电子密度,在单位时间内,由铜扩散到康铜的电子数要大于康铜扩散到铜的电子数,这时,铜因失去电子带正电,康铜因得到电子带负电,于是在接触面形成一个电场,这个电场将阻碍电子由铜向康铜进一步扩散。
当电子的扩散作用与阻碍扩散的作用相等时,接触处的自由电子的扩散达到动态平衡,电场达到稳定状态,于是在铜与康铜接触处形成一个电势差,随着温度的变化,电势差将发生相应的变化。
3.铜-康铜热电偶接入测量仪表铜-康铜热电偶的两个接点,一个为工作端或热端(T),测量时置于被测温度场中,另一端称为自由端或冷端(T0)要求恒定于某一温度,在实际测量中,铜-康铜热电偶还要接入测量仪表,这相当于在回路中引入第三导体,理论研究证明,当引入的第三导体两端温度(T1)相等时,铜-康铜热电偶所产生的电动势不会受到影响。
二、铜-康铜热电偶产生电动势随时间变化研究通过以上分析我们可以得出,若分别用eAB(T)和eAB(T0)表示为铜、康铜接触处在温度为T和T0时形成的电势差,根据理论推导有:式中K0为波尔兹曼常数,T、T0为接触处的绝对温度(单位K),NA、NB为铜-康铜的自由电子密度,q为电荷量,铜为正极,康铜为负极,则总电动势为:EAB(T、T0)=eAB(T)-eAB(T0)由于铜-康铜热电偶所产生的电动势与温度具有良好的线性,上式可表示为: EAB(T、T0)=KT-KT0其中K为一固定的比例系数,当冷端温度T0为室温不变时,EAB(T、T0)就成为T的单值函数,若加热时间为t,加热器额定功率为P,铜-康铜热电偶的比热为C,则应有:T-T0=Pt/CEAB(T、T0)=KPt/C即:在一定范围内,铜-康铜热电偶产生的电动势随时间呈线性关系。
铜-康铜热电偶测温技术在果树研究中的应用
铜－康铜热电偶测温技术在果树研究中的应用摘要：通过制作标定和选择锡膜铜一康铜热电偶用于果树测温。
依据测温对象和目的选用针式、片状、球形测头等用于果树的生态环境、树体、器官和组织、果实采后保鲜加工等方面的温度检测。
配用高精度数字电压表和万用表可随机检测各种温度；配用微伏级多通道无纸记录仪的高级形式能自动检测记录多种动态温度、温差、温度场的微变过程；采用计算机通讯处理数据，信息存储量大，数据不易丢失，查询、计算分析方便，大大提高了测量和计算精度及工效。
关键词：铜一康铜热电偶；果树；温度；品温；生态环境；制冷工程果树研究中，无论是育种、栽培还是果实采后研究，温度都是最重要的参数之一，温度的检测和记录其精确度和准确度对研究结果的水平具有重要的指数意义。
用于果树研究的测温技术很多，热电偶是其中一种。
它以简单、可靠、灵敏度高，热惰性最小在果树研究的测温技术方面有不可替代的作用，尤其是在微环境、动态变化、品温及制冷工程的温度检测记录方面具有更大的优势。
热电偶的种类很多，不同材料组成的热电偶其适用条件、测温范围、灵敏度等不同。
铜一康铜热电偶由铜和康铜两种材料配对组成，其质地均匀，热电势较大(401xV／℃左右)，灵敏度高，在一200～4000C温度范围内具有良好线性，它成本低廉，容易制作，最适于果树研究中的测温应用。
1铜－康铜热电偶的制作和选择铜－康铜热电偶是基于赛贝克热电效应的温差热电偶，它的两个端点可直接测量温差。
若固定一端为参考端，另一端可直接测出温度。
选择标准的铜丝和康铜丝，根据需要确定合适的长度(一般10～20m左右)，把两个端点分别焊接成测头，在铜丝的中间断开，分别焊接上相同的铜芯导线，导线另一端按正负极接入测量仪表，形成一个完整的温差热电偶测量回路。
把热电偶铜丝和康铜丝的一端焊接成测头，称测量端。
铜丝的另一端焊上铜芯导线为热电偶的正极，康铜丝另一端焊上铜芯导线作为热电偶的负极，焊接部位作为参考端，置人O℃的冰水中。
铜_康铜热电偶的标定与误差分析
1 引 言 热电偶结构简单 ,使用方便 ,并且具有时间常数
小 ,不存在电流的自加热问题等优点 ,被广泛应用于 温度测量 。铜 2康铜热电偶在 - 200 ℃ - 350 ℃温度 范围内使用较广 ,能抵抗空气的侵蚀 ,有较好的抗氧
低 温 工 程
CRYOGEN ICS
No16 2008 Sum No1166
铜 2康铜热电偶的标定与误差分析
陈 良 1, 2 侯 予 1 习 兰 1, 2
(1 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 西安 710049) (2 西安交通大学能源与动力工程学院 西安 710049)
收稿日期 : 2008211211;修订日期 : 2008211200 基金项目 :长江学者和创新团队发展计划资助项目 ( IRT0746) ;新世纪优秀人才支持计划资助项目 (NCET20520834) 。 作者简介 :陈 良 ,男 , 24岁 ,硕士研究生 。
第 6期
大功率单级脉管制冷机回热器性能模拟与实验
关键词 :热电偶 标定 误差分析 中图分类号 : 文献标识码 : A 文章编号 : 100026516 (2008) 06200020
Ca libra tion of copper2con stan tan therm ocouple and rela ted error ana lysis
2. 4 测量仪器与系统 热电偶 测 试 系 统 中 , 较 为 常 用 的 测 量 仪 器 为 Keithley 7001 + 7014 和 Aglient 34980A + 34921A 数 据采集仪器 。 Keithley 7014线路板和 Aglient 34921A 线路板均有内置温度传感器 , Keithley 7014线路板内 置温度传感器测温范围为 0 ℃至 50 ℃, 精度为 ± 0145 ℃ (18 ℃至 28 ℃)和 ±0. 7 ℃ ( 0 ℃至 18 ℃以 及 28 ℃至 50 ℃) , Aglient 34921 A 线路板内置温度 传感器测温精度为 0. 5 ℃。 Keithley公司的 7014线路板是和 7001多路转换 开关结合在一起使用 。温度测量时 ,将热电偶冷端接 至 7014线路板的螺丝钉接线端 。7014 热电偶板共 有 39路热电偶冷端连接通道 ,双极连接 。 7014线路 板是一块等温板 ,内置的热电阻温度传感器标定关系 已知 ,通过它输出电压的测量可以准确测出板卡温 度 ,作为热电偶冷端温度进行补偿 。 7014 线路板最 高输入电压 为 110 V , 适 合 测 量 各 种 高 低 压 信 号 。 7001是可编程多路转换开关 ,它共有 80 路通道 ,两 个测试板插槽 ,可以通过编程定时控制通道的选择 、 组合 、扫描等 。热电势信号的测量通过美国 Keithley 公 司的 2000可编程数字万用表实现 。Keithley2000
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铜-康铜热电偶测温度试验报告
一，试验目的
研究和检验各种工作机械，传动机械和动力机械工作时，通过构建多点温度测试系统，获取其温度场的形成变化特点。
以期进一步分析产品的设计质量和制造质量。
(1) 运用学习的测试技术知识设计组建多点温度测试系统；
(2) 学习铜一康铜热电偶的结构及其原理，测量其静特性、动特性曲线；
(3) 学习传感器在实际测试中应用方法；
(4) 学会组建合适的测试系统的一般方法；
通过测试了解机床温度场的形成，认识机床热态特性的重要意义。
二试验器材
(1) 铜一康铜热电偶，水银玻璃温度计，半导体测温传感器等；
(2) 温度标定装置；
(3) 多点转换开关；
(4) 电位差计；
(5) 函数记录仪；
(6) 普通车床；
(7) 相关低值易耗品。
三试验原理
从理论上讲，凡随温度变化，其物理性质也发生变化的物质皆能作为测温传感器。
但是，要想测量获得准确的温度值，则不是所有上述物质都能适用。
一般
而言，用于测量温度的敏感元件原则上应该满足下列要求：
a.温敏件的测温特性应该仅和温度有关，测温特性随温度变化的函数曲线应呈线性特性，而且测温特性的变化应该明显，即有较高的灵敏度。
b.温敏件在长期使用过程中，其测温特性应具有较好的稳定性。
c.温敏件应该具有较宽的测温范围，即在不改变测温特性的条件下，温敏件能测量高、低温的范围越宽越好。
实际上，完全满足以上要求的温敏件是不存在的。
目前，温度传感器形式多样，分类方式繁多。
常用的温度传感器可以分类
如图9－3所示。
温度传感器还可以分为接触式和非接触式两大类。
所谓接触式就是传感器直接与被测物体接触，这是测温的基本形式。
这种形式是通过接触方式把被测物体的热能量传送给温敏传感器，这就降低了被测物体的温度。
特别是被测物体较小，热能量较弱时，不能正确地测得物体的真实温度。
因此，采用接触方式时，测得物体真实温度的前提条件是，被测物体的热容量必须足
够大于温度传感器。
非接触方式是测量被测物体的辐射热的一种方式，它可以测量远距离物体的温度，这是接触方式做不到的。
但是要注意采用非接触式温度传感器较难测量±l℃以下的温度。
四试验步骤
(1) 制作铜一康铜热电偶（可选）；
(2) 重温热电偶的三个基本定律（均匀电路定律、中间金属定律、中间温度
定律）。
(3) 组建热电偶静特性测试系统，测量铜一康铜热电偶的静特性曲线。
即其
分度表。
(4) 组建热电偶的动特性测试系统，测量铜一康铜热电偶的动特性曲线。
理
解其意义。
(5) 合适选择本实验中机床的测点，清洁测点位置。
对车床变速箱而言，箱
体前后端面上的温升情况较为重要，其温度场情况较为复杂，在本实验中处理从简。
(6) 在车床箱体上，使用铜一康锕热电偶合适布置测温点，组建机床温度场
测量系统。
(7) 在车床开车前须把布置好的各测点的原始工况下的温度值测量并记录下
来。
(8) 注意环境温度变化。
(9) 车床开车后前三次测量每10分钟一次，以后每隔15分钟进行一次：并记
录测得的数据。
(10) 在机床空载、高速运转适度时间之时，即机床达热平衡后停车，记录停
车前各点稳定温度值和稳定温升值。
附注：根据《金属切削机床通用技木条件》(JB2278－78)关于机床达热平衡的定义即以机床主轴轴承达到稳定温度值为准(即该点的温升为每小时小于5℃)。
定温度值减去当时室温值即为稳定温度的温升值。
铜-康铜热电偶分度表的制作
1实验数据记录
热电偶自由端为冰水混合物中，温度为0度
2试验数据分析与结论
水温与电动势曲线如下所示：以温度为横坐标，电动势的10倍为纵坐标：
当横坐标温度不断区1.2.3…………98.99.100度时读出纵坐标的数值，例如温度差为57度，及横坐标为57时，纵坐标如图可以看出为：
纵坐标为23.4，及此时电压为2.34mv，用这样的方法可以获得如下康铜-铜
热电偶分度表：
此次试验试一次比较完整的试验，包括自制铜-康铜热电偶，在进行试验得出温度与电压的关系，会出曲线，进而得出制作的热电偶的温度对应电压分度表，方便了温度与电压之间的转化，当再次测量一位置温度时，热电偶必定有一定
电压，通过仪器测出电压值后，再去查表即可知道实际温度为多少。
总之这是一次有意义的试验。