E.温差电动势的测量.05

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热电偶温差电动势的测量 说明书

热电偶温差电动势的测量 说明书

测量数据可显示,SV 显示器交替显示设定值/提示符(3sec/0.5sec) 设定值 设定值 ALM1 ALM2
四、有关参数的设定及功能的解释: 1.仪表的自整定功能(AT) : (1)在内部参数层中将自整定功能(AT)设置成 ON 后,按 SET 键即启动自整定功能, (自整定 系统的 P、I、D 参数) ,仪表返回至正常 PV/SV 显示,而面板上 AT 灯开始闪烁、同时(SV)窗口交替 显示设定的温度值和自整定符号“AT ”。 (2)注意:在将自整定功能(AT)设置成 ON 后,在整个自整定过程中,系统不允许修改任何值 (包括加热上限温度的设定) ,若要修改参数先将(AT)设置成 OFF。 (3)低 SV 值的自整定:为防止自整的超调太大,可以在低于设定值 SV 的某一个值处进行自整 定,这个低于的量由仪表量程 P—SH(高满度显示值设定)/P—SL(低满度显示值设定)和 USTP(低 PV 值自整定修正)共同决定;USPT 值是量程的百分比,在 0—400 度量程下,如果 USPT=2.0 那么实 际降低的值为(400-0)×2.0%=8,也就是说在自整定状态下值将降低 8℃。 2.手动/自动无扰动切换:在 PV/SV 显示状态下,按⊳键一下,SV 显示器千位数上出现 H,后三
E x ≈ α (t − t0 )
图(1)
图(2)
式中 α 称为温差电系数,对于不同金属组成的热电偶, α 是不同的,其数值上等于两接点温度差为 10C 时所产生的电动势。 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,例如不影响它在一定的温差 t − t0 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 t0 ,如图(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。通 常将冷端置于冰水混合物中,保持 t0 = 0 � C ,将热端置于待测温 图(3) 度处,即可测得相应的温差电动势,再根据事先校正好的曲线或 数据来求出温度 t 。 【实验仪器】 UJ-31 型电位差计,DHBC-1 型标准电势与待测低电势 (或 BC9a 标 准 电 池 ) , AZ19 型直流检流计, DHT-2 型多档恒流控温实验仪等。 【实验内容】 1.熟悉 UJ-31 型电位差计各旋钮的功能,掌握测量电动势的基本要领。

热电偶测温原理

热电偶测温原理

热电偶测温原理
热电偶是一种常用的温度传感器,它利用两种不同金属的导电性能差异产生的热电动势来测量温度。

热电偶测温原理基于热电效应,即当两种不同金属连接成回路时,若两个连接点处于不同温度,就会在回路中产生热电动势,这种现象被称为热电效应。

热电偶的测温原理主要依赖于两个基本规律,温差电动势规律和温度与电动势的关系规律。

首先,根据温差电动势规律,热电偶的工作原理是利用两个不同金属导线连接成回路后,当两个连接点处于不同温度时,就会在回路中产生热电动势。

这是因为金属导体中的自由电子在受热后运动加剧,导致电子在两种金属导体之间形成电子云,从而产生热电动势。

这个热电动势的大小与金属种类、温度差异以及连接点材料的特性有关。

其次,根据温度与电动势的关系规律,热电偶的工作原理是利用热电动势与温度之间的线性关系来测量温度。

一般来说,热电偶的电动势与温度呈线性关系,可以通过标定曲线将电动势与温度一一对应起来,从而实现温度的测量。

热电偶测温原理的核心在于利用热电效应产生的热电动势来测量温度,其测温范围广、响应速度快、结构简单、价格低廉等特点,使其在工业生产中得到广泛应用。

在实际应用中,我们需要注意热电偶的选型、安装位置、温度补偿等因素,以确保测温的准确性和稳定性。

总的来说,热电偶测温原理是基于热电效应的,利用热电动势与温度之间的线性关系来实现温度的测量。

通过合理选型和使用,热电偶可以在工业生产中发挥重要作用,帮助我们实现对温度的准确监测和控制。

温差电动势的测量

温差电动势的测量

温差电动势的测量热电偶是一种应用十分广泛的温度传感器,它可以测量微小的温度变化,并广泛的应用于非电量的电测。

例如,由热电偶制成的热电偶湿度计已广泛应用于农业科学中植物水势的测定和渗透势的测定。

因此,了解热电偶十分必要。

本实验介绍热电偶的原理与温差电动势的测量方法。

一、实验目的1. 了解电位差计的工作原理,学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。

2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。

3. 了解热电偶的测温原理和方法。

4. 学会使用光点式或数字式检流计。

二、实验仪器UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。

三、实验原理1.热电偶两种不同金属组成一闭合回路时,若两个接点A、B处于不同温度t0和t,则在两接点A、B间产生电动势,称为温差电动势,这种现象称为温差现象。

这样由两种不同金属构成的组合,称为温差电偶,或热电偶。

热电偶是一种常用的热电传感器,利用它可以测量微小的温度变化。

温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外,另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t-t0)。

电动势与温差的关系比较复杂,当温差不大时,取其一级近似可表示为:ε=C(t-t0)式中C为热电偶常数(或称温差系数),等于温差1℃时的电动势,其大小决定于组成热电偶的材料。

例如,常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10-2mV/K,而铂铑-铂电偶的C值为6.43×10-3mV/K。

热电偶可制成温度计。

为此,先将t0固定(例如放在冰水混合物中),用实验方法确定热电偶的ε-t关系,称为定标。

定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。

与水银温度计相比,温差电偶温度计具有测量温度范围大(-200℃~2000℃),灵敏度和准确度高,便于实验遥测和A/D变换等一系列优点。

2.数字电压表测量温差电动势由于数字式电压表的精度和准确度都很好,温差电动势的测量也可以采用数字电压表。

《传感器与检测技术》-题库分析

《传感器与检测技术》-题库分析

《传感器与检测技术》题库一、填空:1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。

2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。

3.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为Eab (T ,To )=T B A TT BA 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-。

在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。

4.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。

相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。

(2分)5. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③不变)6. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的7 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型)外是线性的。

8、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈的电感量(①增大,②减小,③不变)。

9、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。

10、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁阻成(①正比,②反比,③不成比例)。

11、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。

物理知识点电场强度和电势差的实验测量

物理知识点电场强度和电势差的实验测量

物理知识点电场强度和电势差的实验测量电场强度和电势差是物理学中重要的概念,它们在解释和分析电场现象中扮演着关键角色。

本文将介绍电场强度和电势差的实验测量方法及其在物理学中的应用。

一、实验测量电场强度电场强度衡量了单位正电荷所受到的力的大小,通常用N/C或V/m 表示。

要准确测量电场强度,我们可以通过以下实验方法进行:1. 电荷测量法这种方法基于库仑定律,利用电荷的相互作用来测量电场强度。

实验中,我们可以采用带电粒子和静电力的相互作用来确定电场强度。

通过测量粒子所受到的静电力和已知电荷量的比值,我们可以计算出电场强度。

2. 等势线测量法等势线是指处于同一电势的点所构成的曲线。

在实验中,我们可以通过测量等势线的间距来确定电场强度。

通常,我们使用细电极将等势线描绘在导体上,然后利用测量仪器测量等势线的间距,根据等势线之间的距离变化来计算电场强度。

二、实验测量电势差电势差指的是单位正电荷沿电场中两点之间移动时所做的功。

在物理学中,电势差被定义为J/C,也就是电势的单位。

1. 电位计测量法电位计是一种测量电势差的常用仪器。

它利用了导体内部电势的平衡性质,可以通过测量两个点之间的电势差来确定电场强度。

实验中,我们将电势计连接在待测电场中的两点上,通过读取电势计上的数值来测量电势差。

2. 比例法比例法是一种常用的实验测量电势差的方法。

它利用了电磁感应的原理,通过改变磁场的强度或面积,测量感应电动势的变化来确定电势差。

实验中,我们可以使用一根线圈和一个磁铁,通过改变线圈中的电流或磁铁的位置,测量感应电动势的变化来确定电势差。

三、电场强度和电势差的应用电场强度和电势差在物理学中有广泛的应用。

以下是其中一些重要的应用:1. 电场势能电场势能是指电荷在电场中由于位置变化导致的能量变化。

电场强度和电势差可以帮助我们计算电场势能的大小,从而理解电荷在不同位置之间的能量转化过程。

2. 静电场分析通过测量电场强度和电势差,我们可以对电场分布进行分析。

接触电动势和温差电动势的产生原理

接触电动势和温差电动势的产生原理

接触电动势和温差电动势的产生原理1. 概述电动势是指导致电荷在导体中移动的力,是电动力和电荷单位正电荷之间的关系。

电动势可以由多种方式产生,其中包括接触电动势和温差电动势。

本文将重点探讨接触电动势和温差电动势的产生原理及其相关知识。

2. 接触电动势的产生原理接触电动势是由两种不同金属直接接触时产生的电动势。

在接触处,金属之间的电子会发生迁移,导致带电情况发生变化,从而产生电动势。

接触电动势的产生原理主要包括以下几点:2.1 费米能级对齐原理费米能级是指在固体中,占据能级和未占据能级之间的分界线。

当两种不同金属直接接触时,它们的费米能级会趋向对齐。

如果两种金属的费米能级相差较大,电子将会从费米能级较低的金属向费米能级较高的金属转移,产生电势差。

2.2 阻隔层效应在两种不同金属直接接触时,通常会形成一个非导电的氧化层或其他低导电性物质的薄膜,称为阻隔层。

这个阻隔层会阻碍电子的自由传输,从而产生电势差。

2.3 温度效应接触电动势还会受到温度的影响。

温度升高会使金属内部的电子迁移速度增加,从而增强接触电动势的大小。

3. 温差电动势的产生原理温差电动势是在金属导体中,由于导体两端温度不同而产生的电动势。

其产生原理主要包括以下几点:3.1 热电效应热电效应是温差电动势产生的基础。

当导体两端温度存在差异时,导体中的自由电子会受到热运动的影响,从而产生电势差。

热电效应是温差电动势产生的主要机制之一。

3.2 Seebeck效应Seebeck效应是指在金属导体中,当两个不同金属导体的温度存在差异时,会产生由温度差引起的电势差。

Seebeck效应是温差电动势的重要表现形式,也是温差电动势产生的重要原理之一。

3.3 Thompson效应Thompson效应是指在导体内部存在温度梯度时,会产生由温度梯度引起的电势差。

Thompson效应也是导致温差电动势产生的重要原理之一。

4. 总结接触电动势和温差电动势的产生原理是电磁学中的重要知识点,对于理解电动势的产生机制与特性具有重要意义。

温差电动势YWH

温差电动势YWH

温差电动势的测量2011级电子工程类6班杨伟豪 201131190628一、实验目的1. 了解电位差计的工作原理,学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。

2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。

3. 了解热电偶的测温原理和方法。

4. 学会使用光点式或数字式检流计。

二、实验仪器UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。

三、实验原理1.热电偶两种不同金属组成一闭合回路时,若两个接点A、B处于不同温度t0和t,则在两接点A、B间产生电动势,称为温差电动势,这种现象称为温差现象。

这样由两种不同金属构成的组合,称为温差电偶,或热电偶。

热电偶是一种常用的热电传感器,利用它可以测量微小的温度变化。

温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外,另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t-t0)。

电动势与温差的关系比较复杂,当温差不大时,取其一级近似可表示为:ε=C(t-t0)式中C为热电偶常数(或称温差系数),等于温差1℃时的电动势,其大小决定于组成热电偶的材料。

例如,常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10-2mV/K,而铂铑-铂电偶的C值为6.43×10-3mV/K。

四、实验步骤1.参照图4-8-3,连接好线路。

2.把检流计调零。

3.调节电位差计工作电流标准化(详见电位差计使用方法)。

4.测量降温过程不同温度点的温差电动势。

接通电源,将热端的水加热到100℃,当温度下降到95℃时,开始测量热电偶的温差电动势,每隔4℃测量一个电动势,测出8个数据,重复测量两次。

5.使热端处于任意一个温度,测出当前的温度t x真及此温度下相应的电动势εx。

五、数据记录及处理1. 实验数据记录标准电池温度t (℃),标准电池电动势E s(t)= (V ) 热电偶冷端温度t 0= 17(℃)表4-8-1 测量数据表2. 用两种方法求出温差系数C(1)以热电偶两端点的温差△t 为横坐标,热电动势ε为纵坐标,在直角坐标纸上作ε-△t 曲线,并用作图法定出温差系数C 。

传感器与检测技术(填空)

传感器与检测技术(填空)

传感器1. 因环境温度变化而引起的附加电阻的相对变化量,除了与环境温度有关外,还与应变片自身的性能参数(K 0, α0, βs )以及被测试件线膨胀系数βg 有关。

2 产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。

1) 电阻温度系数的影响2) 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响3. 电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿和应变片自补偿两大类。

5.注意补偿条件:① 在应变片工作过程中,保证R3=R4② R1和R2两个应变片应具有相同的电阻温度系数α、线膨胀系数β、应变灵敏度系数K 和初始电阻值R0。

③ 粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被测试件材料必须一样,两者线膨胀系数相④ 两应变片应处于同一温度场。

6.电桥平衡条件:欲使电桥平衡, 其相邻两臂电阻的比值应相等, 或相对两臂电阻的乘积应相等。

直流电桥平衡条件:R1R4=R2R3.7.电压灵敏度的物理意义:① 电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压, 供电电压越高, 电桥电压灵敏度越高,但供电电压的提高受到应变片允许功耗的限制,所以要作适当选择; ② 电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n 的函数,恰当地选择桥臂比n 的值,保证电桥具有较高的电压灵敏度。

7. 当E 值确定后,n=1时才能使KU 最高。

即在供桥电压确定后,当R1=R2=R3=R4时,电桥电压灵敏度最高,此时有 U0=E *△R1/4R1(单臂)8.结论:当电源电压E 和电阻相对变化量ΔR1/R1一定时, 电桥的输出电压及其灵敏度也是定值,且与各桥臂电阻阻值大小无关。

9.减小和消除非线性误差的方法:①提高桥臂比;②采用差动电桥{公式P29非线性误差}10.半桥差动:在试件上安装两个工作应变片,一个受拉应变,一个受压应变, 接入电桥相邻桥臂。

可知:Uo 与ΔR1/R1成线性关系,无非线性误差,而且电桥电压灵敏度KU=E/2,是单臂工作时的两倍。

U0=E*△R1/2R1(R1=R2=R3=R4, △R1=△R2)11.全桥差动:电桥四臂接入四片应变片,即两个受拉应变(1.4拉),两个受压应变(2.3压),将两个应变符号相同的接入相对桥臂上。

温差电偶的定标和测量

温差电偶的定标和测量

4.8温差电偶的定标和测量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。

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。

用热电偶测温度具有许多优点,如测温范围宽、测量灵敏度和准确度较高、结构简单不易损坏度等。

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。

【实验目的】1.观察并了解温差电现象;2.掌握电位差计的工作原理,学会使用箱式电位差计;3.通过测量热电偶的温差电动势,作出热电偶的温差电动势与温度差之间的关系曲线,能够运用图解法求出热电偶温差系数;4. 掌握标定热电偶的方法;5.了解校准热电偶温度计的基本方法。

【实验仪器】UJ36型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。

【预习要求】1. 电位差计是利用什么原理进行测量的?2. 使用电位差计测量位置电压前要进行那些操作?【实验仪器介绍】1.标准电池标准电池是一种作电动势标准的原电池,分为饱和式(电解液始终是饱和的)和不饱和式两类。

不饱和式标准电池的电动势E t随温度变化很小,一般不必作温度修正,但在恒温下E t仍有变化,不及饱和式的稳定,而且当电流通过不饱和式标准电池后,电解液增浓,长期使用后会失效。

饱和式标准电池的电动势较稳定,但随温度变化比较显著。

本实验所用的为饱和式标准电池,该电池在20℃时的电动势为E20=1.01860V,在偏离20℃时的电动势可以下式估算:E s(t)=E20-[39.94(t-20)+0.929(t-20) 2×10-5-0.0090(t-20)3]×10-6V电池的温度可由其上所附的温度计读出。

使用标准电池时需注意正负极不能接错,不能短路,不准用万用表测其端电压,不可摇晃、振荡、倒置,不准超过容许电流。

热敏电阻和热电偶的温度特性测量

热敏电阻和热电偶的温度特性测量

热敏电阻和热电偶的温度特性研究(FB203型多档恒流智能控温实验仪)热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,它有负温度系数和正温度系数两种,负温度系数它的电阻率随着温度的升高而急剧下降(一般是按指数规律),而正温度系数电阻率随着温度的升高而急剧升高(一般是按指数规律),金属的电阻率则是随温度的升高而缓慢地上升。

热敏电阻对于温度的反应要比金属电阻灵敏得多,热敏电阻的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。

常用的温度传感器的类型、测温范围和特点各不相同,本实验将通过测量几种常用的温度传感器的特征物理量随温度的变化,来了解这些温度传感器的工作原理。

1.热敏电阻温度特性原理:在一定的温度范围内,半导体的电阻率ρ和温度T 之间有如下关系:/1B TAe ρ= (1) 式中1A 和B 是与材料物理性质有关的常数,T 为绝对温度。

对于截面均匀的热敏电阻,其阻值T R 可用下式表示:T lR Sρ= (2) 式中T R 的单位为Ω,ρ的单位为cm Ω,l 为两电极间的距离,单位为cm ,S 为电阻的横截面积,单位为2cm 。

将(1)式代入(2)式,令1l A A S=,于是可得:/B TT R Ae = (3)对一定的电阻而言,A 和B 均为常数。

对(3)式两边取对数,则有:1l n l n T R B A T=+ (4)T R ln 与T1成线性关系,在实验中测得各个温度T 的T R 值后,即可通过作图求出B 和A 值,代入(3)式,即可得到T R 的表达式。

式中T R 为在温度)K (T 时的电阻值)(Ω,A 为在某温度时的电阻值)(Ω,B 为常数)K (,其值与半导体材料的成分和制造方法有关。

温差电现象的研究实验报告

温差电现象的研究实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除温差电现象的研究实验报告篇一:温差电动势的测量实验温差电动势的测量一、实验目的1.了解电位差计的工作原理,学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。

2.学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。

3.了解热电偶的测温原理和方法。

4.测量热电偶的温差电动势。

二、实验仪器uJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。

三、实验原理1.热电偶两种不同金属组成一闭合回路时,若两个接点A、b处于不同温度t0和t,则在两接点A、b间产生电动势,称为温差电动势,这种现象称为温差现象。

这样由两种不同金属构成的组合,称为温差电偶,或热电偶。

热电偶是一种常用的热电传感器,利用它可以测量微小的温度变化。

温差电动势?的大小除和热电偶材料的性质有关外,另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t-t0)。

电动势与温差的关系比较复杂,当温差不大时,取其一级近似可表示为:?=c(t-t0)式中(:温差电现象的研究实验报告)c为热电偶常数(或称温差系数),等于温差1℃时的电动势,其大小决定于组成热电偶的材料。

例如,常用的铜-康铜电偶的c值为4.26×10-2mV/K,而铂铑-铂电偶的c值为6.43×10-3mV/K。

热电偶可制成温度计。

为此,先将t0固定(例如放在冰水混合物中),用实验方法确定热电偶的?-t关系,称为定标。

定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。

与水银温度计相比,温差电偶温度计具有测量温度范围大(-200℃~2000℃),灵敏度和准确度高,便于实验遥测和A/D变换等一系列优点。

2.数字电压表测量温差电动势由于数字式电压表的精度和准确度都很好,温差电动势的测量也可以采用数字电压表。

测量前,需要把数字电压表的两个接线端连接起来,对数字电压表进行调零。

把数字电压表的两个接线端接在温差电偶的两个信号输出端,选择合适的电压量程,就可以开始测量。

常用温度传感器

常用温度传感器

一、 热电阻的测温原理
热电阻效应:
物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象。
热电阻温度传感器是利用物质的电阻率随温度变化而变化的特 性来进行温度测量的。
金属的电阻温度系数为正值,如图。
因为:在金属中,载流子为自由电子, 当温度升高时,每个自由电子的动能 将增加,因而在一定的电场作用下, 要使这些杂乱无章的电子作定向运动 就会遇到更大的阻力,导致金属电阻 值随温度的升高而增加 。
➢当介质流动时,由于介质流动要带走热 量, Rt1所耗散的热量与被测介质的平均 流速成正比。因而Rt1温度下降,引起电阻 下降,电桥失去平衡,检流计有相应指示, 可用流量或流速标定。
突断型温度传感器
➢ 电热水壶接通电源加热 后,水温逐步上升到100度, 水开始沸腾,蒸汽冲击蒸 汽开关上面的双金属片, 由于热胀冷缩的作用,双 金属片膨胀变形,顶开开 关触点断开电源。 ➢ 如果蒸汽开关失效,壶 内的水会一直烧下去,直 到水被烧干,发热元件温 度急剧上升,位于发热盘 底部的有两个双金属片, 会因为热传导作用温度急 剧上升,膨胀变形,断开 电源。
R2 R1 Rt R3
二、热电阻材料、结构及参数
1、热电阻材料 对电阻体材料的基本要求:
➢电阻温度系数大----提高灵敏度 ➢电阻率尽可能大----减小电阻尺寸 ➢材料的化学、物理性质稳定----减小误差 ➢材料易于加工----提高工艺性
较为广泛应用的电阻体材料有: 铂、铜、镍、铁等,而常用的是铂、铜 。
如果热电阻安装的位置与仪表相距较远, 当环境温度变化时,其连接导线电阻也要 变化。为消除连接导线电阻变化带来的测 量误差,测量时采用三线制连接法。除了 三线制接法,另外还有四线制接法,主要 用于精密测量。
(Rt 2r)R2 R1R3 R2 R1

最新E温差电动势的测量05

最新E温差电动势的测量05

E温差电动势的测量05图1 热电偶1t 热端0t 冷端实验名称 温差电动势的测量一、前言1821年德国物理学家塞贝克(T.J.Seeback )发现:两种不同金属导线两端接合成回路,当结合点的温度不同时,在回路中就会有电流和电动势产生,后来称此为塞贝克效应。

其中产生的电动势称为温差电动势,上述回路称为热电偶。

在实际测量中,为了提高测量精度,使测量更加方便快捷,经常将一些非电学量(如温度、速度、长度等)转换为电学量进行测量。

热电偶就是这样一种利用温差电效应制作的,将非电学量(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、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。

因此,热电偶在温度测量、温差发电和控制系统中得到广泛应用。

二、教学目标1、观察并了解温差电现象。

2、掌握电势差计的工作原理,学会使用箱式电势差计。

3、通过测量热电偶的温差电动势,学会对热电偶进行定标的方法。

4、学会使用光点式检流计。

三、教学重点1、热电偶的定标。

四、教学难点1、箱式电势差计的使用。

图2 t E 与10t t -的线性关系曲线 1t 热端10()t E V 两种不同金属(如铜和康铜)组成一个闭合回路,如图1所示,当两个接触点温度不同,则在两接触点间将产生电动势,回路中会出现热电流,此现象称为温差电现象,产生的电动势称为塞贝克电动势,也称为温差电动势。

这种由两种不同金属焊接并将接触点放在不同温度下的回路称为热电偶,其高温端称为自由端或工作端,低温端称为自由端或冷端。

热电偶的温差电动势大小由热端和冷端的温差决定,其极性热端为正极,冷端为负极,其关系式如下:210101()()2t E t t t t αβ=-+-+= (1)式中t E 为温差电动势,1t 为热端温度,0t 为冷端温度,α和β是由构成热电偶的金属材料决定的常数。

由电位差计测量温差电动势实验所想到的

由电位差计测量温差电动势实验所想到的

由电位差计测量温差电动势实验所想到的
摘要:1812年德国物理学家赛贝克发现:当两种不同金属导线组成闭合回路时,若在两接头维持一温差,回路就有电流和电动势产生。

在生活中应用到的温度测量仪器往往不能测很高的温度,在做完“用电位差计测量温差电动势”这一实验后我想到是否可以用此实验的相关原理设计一个测量高温的仪器呢。

关键词:温差电动势电压信号放大改装灵敏电压表
铂-铑材料选择的理由:由于铂-铑能够承受1700摄氏度的高温,因此能够测量很高的温度。

电压放大器的作用:由于在金属中温差电动势约为几微伏每摄氏度,我们知道灵敏电压表的指针偏转的幅度为量程的三分之一至三分之二时读数才比较准确,而有时测量时不可避免的会出现由于温差过小而使得指针示数过小,因此我采用了一个电压放大器将电压放大而使得指针的示数达到所需的要求。

改装灵敏电压表的改装方式:先在一系列的已知的不同的温差条件下,利用此装置测出一系列的电压,记录下数据并根据这些数据将灵敏电压表上的电压示数改为温度差示数。

使用方法:测量时将铂-铑丝分别和环境和待测物体接触,读出示数,根据环境温度得出待测物体的温度。

当使用电压放大器时,温差示数要作相应变化。

比如,使用电压放大器将电压放大10倍时,读出的示数要相应的变为原来的十分之一(电压和温差呈正比)。

备注:我平时就梦想着自己能够设计点什么东西,非常感谢物理试验中心给我提供了这么个机会使得我能尝试一下,但是由于自己所学的专业和物理没有很大的关系加上自己平时所学有限,我设计的这个仪器在原理上和实用上存在着不少缺陷这是必然的,但我不愿放弃这
个好机会,硬着头皮设计了这么个“垃圾”。

设计人:余谆谆
班级:制药0501
学号:0120520400117。

温差电系数公式

温差电系数公式

温差电系数是指当电位与温度之间存在线性关系时,电位的变化率与温度的变化率之比。

公式如下:
ΔV/ΔT = α × V
其中,ΔV是电位的变化量,ΔT是温度的变化量,α是温差电系数,V是电位。

温差电系数是物理量,单位是℃^-1。

它反映了电位与温度之间的关系,在许多情况下都很有用。

例如,在温度测量中,可以通过测量电位来确定温度,或者通过测量温度来确定电位。

温差电系数(Thermoelectric Coefficient)是指在温度差的作用下,导体内部电动势的变化率。

温差电系数的公式可以表示为
$$ \alpha=\frac{E}{\Delta T} $$ 其中$\alpha$是温差电系数,$E$是导体内部电动势,$\Delta T$是温度差。

温差电系数与导体的种类有关,常见的导体(如铜、铝等)的温差电系数都在$10^{-4}V/K$左右。

这意味着,如果导体的温度上升1摄氏度,导体内部的电动势就会上升$\alpha$单位。

温差电系数可以用来计算温度差下导体内部电动势的变化,也可以用来设计温度控制系统等。

5.6温差电现象

5.6温差电现象

等效为非静电力,称之为帕尔贴电动势。
2、性质
(1)帕尔帖电动势与接触的材料及温度有关
AB (T ) 表示金属A、B在温度T时接触
所产生的帕尔帖电动势。
10 10 v
(2)单一温度下只依靠帕尔贴电动势也不能 在闭合回路中建立稳恒电流。
T A T
2
3
B
AB (T ) BA (T )
B
A
U AB I1 ( R r ) E ( I1 I 2 ) R2
3、一个电池内的电流是否会超过其短路电 流?电池的路端电压是否可以超过电动势?
电位差计
T0
将两种金属A、B的一个接头放入温度为T的
待测物体中,另一接头放在温度为T0的恒温物
质中,用仪表测的回路中的温差电动势。根据 该电偶与温度之间的关系则可获得待测温度。
2、温差电偶的优点
(1)测温范围广
200 C 2000 C
(2)灵敏度和准确度高
3、温差电堆
为了增大温差电动势,可以把温差电 偶串联,此装置为温差电堆。
2、性质
——用同一种金属,只依靠汤姆逊电动势不
能在闭合回路中建立稳恒电流。
K
T1
K
T2
两根同种金属棒组成的回路中的电动势大 小相等方向相反。
二、帕尔贴电动势
1、产生
A B
nA nB
由于两种金属材料的自由电子数密度n不同,
若nA>nB,则自由电子从A向B扩散.最终在AB之
间产生电势差,即内接触电势差.这种扩散作用
§5-6 温差电动势
由两种不同的金属材料(或半导 体)组成的一个闭合回路,两个接触 点处于温度T1与T2处,此时回路中产 生电动势,称为温差电动势。此时, 回路中有电流通过,这种现象叫温差

温差电偶的定标实验报告

温差电偶的定标实验报告

温差电偶的定标实验报告实验目的,通过实验测量温差电偶的电动势,并利用实验数据对温差电偶进行定标。

实验仪器,温差电偶、数字温度计、数字电压表、恒温槽、导线等。

实验原理,温差电偶是利用两种不同材料的导体形成的热电偶,在两个接点处产生温差时会产生电动势。

根据塞贝克定律,热电动势与温差成正比,与接触材料无关。

实验步骤:1. 将温差电偶的两端分别接入数字电压表的正负极,将数字温度计的探头插入温差电偶的接点处。

2. 将恒温槽的温度设定在不同的温度值,记录下温度和电压值。

3. 在不同温度下重复步骤2,直至覆盖整个温度范围。

4. 根据实验数据绘制温度与电动势的曲线图。

5. 利用曲线图进行定标,得到温差电偶的定标曲线。

实验数据:温度/°C 电动势/mV。

20 1.5。

30 2.0。

40 2.5。

50 3.0。

60 3.5。

实验结果分析:根据实验数据绘制的曲线图可以看出,温差电偶的电动势随温度的升高而增加,且呈线性关系。

利用最小二乘法拟合曲线,得到温差电偶的定标曲线为E=0.05T+1,其中E为电动势,T为温度。

结论:通过本次实验,我们成功测量了温差电偶的电动势,并利用实验数据对温差电偶进行了定标。

得到了温差电偶的定标曲线,为后续实验提供了准确的电动势测量基准。

实验中还发现,温差电偶的电动势与温度呈线性关系,这与热电偶的工作原理相符合。

在实际应用中,我们可以根据定标曲线准确地测量温差电偶所处温度,为工业生产和科学研究提供了可靠的温度测量手段。

总之,本次实验取得了较好的实验结果,验证了温差电偶的工作原理,并为温度测量提供了可靠的定标方法。

希望通过这次实验,能够对温差电偶的应用和定标有更深入的理解,为相关领域的研究和应用提供有力支持。

电动势的测定及其应用(实验报告).doc

电动势的测定及其应用(实验报告).doc

实验报告 电动势的测定及其应用一.实验目的1.掌握对消法测定电动势的原理及电位差计,检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。

2.学会制备银电极,银~氯化银电极,盐桥的方法。

3.了解可逆电池电动势的应用。

二.实验原理原电池由正、负两极和电解质组成。

电池在放电过程中,正极上发生还原反应,负极则发生氧化反应,电池反应是电池中所有反应的总和。

电池除可用作电源外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质,从化学热力学得知,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: △r G m =-nFE式中△r G m 是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中电子得失数;F 为法拉第常数;E 为电池的电动势。

从式中可知,测得电池的电动势E 后,便可求得△r G m ,进而又可求得其他热力学参数。

但须注意,首先要求被测电池反应本身是可逆的,即要求电池的电极反应是可逆的,并且不存在不可逆的液接界。

同时要求电池必须在可逆情况下工作,即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行,此时只允许有无限小的电流通过电池。

因此,在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时,所设计的电池应尽量避免出现液接界,在精确度要求不高的测量中,常用“盐桥”来减小液接界电势。

为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,一般均采用电位差计测量电池的电动势。

原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能分别测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池电动势。

附【实验装置】(阅读了解)UJ25型电位差计UJ25型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计,其测量范围为mV .V 1171-μ(1K 置1⨯档)或mV V 17110-μ(1K 置10⨯档)。

使用V V 4.6~7.5外接工作电源,标准电池和灵敏电流计均外接,其面板图如图5.8.2所示。

调节工作电流(即校准)时分别调节1p R (粗调)、2p R (中调)和3p R (细调)三个电阻转盘,以保证迅速准确地调节工作电流。

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图1 热电偶1t热端0t冷端实验名称 温差电动势的测量一、前言1821年德国物理学家塞贝克(T.J.Seeback )发现:两种不同金属导线两端接合成回路,当结合点的温度不同时,在回路中就会有电流和电动势产生,后来称此为塞贝克效应。

其中产生的电动势称为温差电动势,上述回路称为热电偶。

在实际测量中,为了提高测量精度,使测量更加方便快捷,经常将一些非电学量(如温度、速度、长度等)转换为电学量进行测量。

热电偶就是这样一种利用温差电效应制作的,将非电学量(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、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。

因此,热电偶在温度测量、温差发电和控制系统中得到广泛应用。

二、教学目标1、观察并了解温差电现象。

2、掌握电势差计的工作原理,学会使用箱式电势差计。

3、通过测量热电偶的温差电动势,学会对热电偶进行定标的方法。

4、学会使用光点式检流计。

三、教学重点1、热电偶的定标。

四、教学难点1、箱式电势差计的使用。

五、实验原理两种不同金属(如铜和康铜)组成一个闭合回路,如图1所示,当两个接触点温图2 t E 与10t t -的线性关系曲线1t热端10()t E V 度不同,则在两接触点间将产生电动势,回路中会出现热电流,此现象称为温差电现象,产生的电动势称为塞贝克电动势,也称为温差电动势。

这种由两种不同金属焊接并将接触点放在不同温度下的回路称为热电偶,其高温端称为自由端或工作端,低温端称为自由端或冷端。

热电偶的温差电动势大小由热端和冷端的温差决定,其极性热端为正极,冷端为负极,其关系式如下:210101()()2t E t t t t αβ=-+-+ =(1)式中t E 为温差电动势,1t 为热端温度,0t 为冷端温度,α和β是由构成热电偶的金属材料决定的常数。

当冷热端温差不大时,αβ ,上式可简化为:10()t E t t α=-(2)故温差电动势t E 与冷热端温差01t t -成线性关系。

比率系数α称为温差电偶的温差系数或称热电动势率。

将热电偶,电势差计等其他相关仪器组合在一起便构成了热电偶温度计。

当已知冷端温度,并测出其温差电动势后,便可求出热端温度:10tE t t α=+(3)显然,使用热电偶温度计测量温度时,必须进行定标。

所谓定标就是要确定温差电动势的大小与温度差的对应关系,即确定热电偶温差系数α的值。

实验中,由于热电偶热端温度1t 不可能很高,故可通过式(2)作出t E 与10t t -的线性关系曲线,用图解法求出α。

如图2所示,在曲线上取t E ∆与()10t t ∆-,则有10()tE t t α∆=∆- (4)六、实验仪器UJ31型箱式电势差计,直流复射式检流计、铜-康热电偶、标准电池、高稳定直流电源、保温瓶、搪瓷杯、温度计、导线。

图3 箱式电势差计工作原理图D图4 UJ31型箱式电势差计面板示意图及实验电路图1、UJ31型箱式电势差计箱式电势差计与线式电势差计都是利用补偿法原理,但箱式电势差计不仅测量方便而且提高了测量精度,适用于科研和生产。

UJ31型箱式电势差计属于“定流变阻式”电势差计,其简化原理图如图3。

图中E 为工作电源;n R 为工作回路的限流电阻;s E 为标准电池;x E 为待测电动势;s R 称为工作电流调定电阻,提供一个标准电压与标准电池的电动势相互补偿,以确定工作电流;x R 称为测量电阻,提供一个标准电压与未知电动势相互补偿,从而测出待测电动势。

UJ31型箱式电势差计是一种低电势,双量程的电势差计,其工作电流为10mA ,需外接5.7~6.4V 的工作电源,其面板如图4所示,各旋钮、按键介绍如下:(1) 0K 为量程开关。

当0K 指向“×10”档时最大量程为171mV ,指向“×1”档时最大量程为17.1mV 。

(2) 2K 为工作状态转换开关,有“标准”、“测量”和“断开”三种状态。

(3) 1K 接通检流计的按钮式开关,有“粗”和“细”两个。

(4) s R 为标准电池的温度补偿旋钮,它是一个可调电阻,示值已换算成电压,使用时根据标准电池电动势的大小取值。

因标准电池的电动势与温度有关,故此旋钮有温度补偿之称。

(5) 调流盘n R 分为1n R (粗)、2n R (中)、3n R (细)三个调节盘,是为进行电流标准化的调节电阻,便于迅速达到补偿。

(6) 测量盘x R 分为两个步进式测量旋钮()1I x R 、()2II x R 和一个带游标的滑线式转盘()3III x R ,用于调节x R 上的电压降与x E 达到补偿,并由三盘上示值读出待测电动势。

2、直流复射式检流计 AC15/6型直流复射式光点检流计是一种测量微弱电流(81110~10A --)的磁电式检流计,它无指针,靠光标读数,无固定的零点,一般常用来检测有无电流或作为零位测量法的“指零”仪表。

与指针式检流计相比,直流复射式检流计以光路系统代替金属指针,从而减少了指针的转动惯量,缩短了测量的反应时间;光点经过多次反射又增加了“光指针”的长度,提高了测量系统的灵敏度。

其使用方法如下:(1) 待检测电流由左下角标示的“+”、“-”两个接线端接入,一般不考虑正负。

(2) 电流的大小由投射到刻度尺上的光标来指示。

产生光标的电源插口在仪器背面。

由于光标电源有AC220V 和AC6V 两种,所以要注意光标电源的选择开关应和实际相符。

(3) 测量时,应先接通光标电源,见到光标后,将分流器开关由“短路”转到“×0.01”档,观察光标是否指“0”,如果光标不在“0”点,应使用零点调节器和标盘微调器,把光标调在“0”点。

如果找不到光标,可以将检流计的分流器开关置于“直接”处,检查仪器内的小灯泡是否发光。

(4) 仪器的偏转线圈并联不同的分流电阻,可以得到不同的灵敏度。

使用时,应从检流计的最低灵敏度×0.01档开始测量,如果偏转不大,再逐步提高灵敏度.本实验中要求灵敏度达到“×0.1”。

(5) 测量中当光标摇动不停时,要转向短路档,使线圈作阻尼振动,较快静止下来。

检流计悬丝所能承受的最大拉力只有零点几克,所以使用时注意不能振动、倾斜。

当实验结束时,必须将分流器置于短路档,以防止线圈和悬丝受到机械振动而损坏。

3、标准电池标准电池是一种作电动势标准的原电池,分为饱和式(电解液始终是饱和的)和不饱和式两类。

不饱和式标准电池的电动势t E 随温度变化很小,一般不必作温度修正,但在恒温下t E 仍有变化,不及饱和式的稳定,而且当电流通过不饱和式标准电池后,电解液增浓,长期使用后会失效。

饱和式标准电池的电动势较稳定,但随温度变化比较显著。

本实验所用的为饱和式标准电池,该电池在20℃时的电动势为20E =1.01860V ,在偏离20℃时的电动势可以下式估算:23620()[39.94(20)0.929(20)0.0090(20)]10s E t E t t t V -=--+---⨯使用标准电池时需注意正负极不能接错,不能短路,不准用万用表测其端电压,不可摇晃、振荡、倒置,通电时间不能太长,一般仅允许通过小于1A μ的电流。

七、实验内容与步骤1、合理布置仪器,按图4正确连接线路。

接线时需断开所有开关,电势差计上0K 应旋至空档位(断开);2K 旋至“断”档,并注意工作电源E 、标准电池0E 及热电偶热端()+、冷端()-的极性不可接错。

2、接通检流计电源,将分流器旋钮旋至“×0.1”档,调光斑“零位”(即机械调零)。

3、校准电势差计。

(1) 接通工作电源,根据室温由表格查出对应温度下标准电池电动势s E 的值。

将电势差计上s R 旋扭转至与s E 相应的值。

将0K 拨至“×1”档,2K 拨至“标准”。

(2) E 调到6伏左右,点按1K 的“粗”按钮,先后调节1n R (粗)和2n R (中),将检流计光斑对准零刻度线(粗校);按下1K 的“细”按纽,调节3n R (细)再次将检流计光斑对准零刻度线(细校)。

此时工作回路与标准回路达到补偿,电势差计已被校准。

4、测试热电偶温差电动势。

(1) 将电势差计上的2K 拨至“未知1或2”,在保温瓶中放入一定量冷水,并将盖子盖好。

读出插入瓶中温度计的示值作为冷端温度0t 。

将开水倒入电热杯,盖好盖子,插入其中温度计的示值作为热端温度1t 。

选定一个起始测量温度,先进行粗测:点按1K“粗”按纽,调节()1I x R 和()2II x R 使检流计光斑对准零刻度线;然后进行细测,按下1K “细”按纽,调节()2II x R 和()3III x R 使检流计光斑再次指零,此时立即记下1t ,再记下()1I x R 、()2II x R 、()3III x R 示值之和,即为热电偶在该瞬时温差下的温差电动势t E 。

(2) 热端温度采用自然冷却法,要求热端温度1t 每下降3~5C ︒ 测一次温差电动势,连续测8组数据,填入表格。

5、实验完毕,处理实验用水,整理仪器。

八、数据表格及数据处理1、数据表格2、热电偶温差电动势的定标曲线如下图;图5 热电偶温差电动势的定标曲线图取t E ∆,()10t t ∆-,如图A (58.0,2.336),B (34.0 ,1.315),则热电偶温差系数12.336 1.3150.0425()58.034.0A B A B E E mV C t t α---===⋅︒∆-∆-1 2 3 4 5 6 7 8 热端温度1t (℃) 70.0 67.0 64.0 60.8 57.8 54.0 50.5 46.0 冷端温度0t (℃)14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 10t t t ∆=-(℃)55.252.249.246.043.039.235.731.2温差电动势()t E mV2.21492.07721.9518 1.84251.69031.54141.38801.2008温差电动势的经验方程为:100.0425()()t E t t mV =-九、指导要点及注意事项1、线路接好后,要仔细检查,确认无误方可接通电源,特别要注意正负极的连接,断开电源时,应先断开校准回路。

2、所有的接线必须接好不能出现虚接,标准电池和电势差计的工作电源以及温差电动势的正负极不能接反。

3、量程开关0K 在“×1”“×10”两档中间有一空白档,此时电势差计处于断开状态。

实验操作完毕,应将0K 旋置空档位(断开位),2K 旋置“断”档。

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