热电偶原理及现象

实验四热电偶原理及现象

一、实验目的：

了解热电偶测量温度的原理及现象

二、实验原理：

当两种不同的导体互相焊接成闭合回路时，当俩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，所产生的电动势叫做热电势，把温度高的接点叫做工作端，将其置于被测温度场，并配以相应的电路即可完成温度测量。通常把俩种不同导体的这种组合称为热电偶。

三、实验器材：

-15V直流稳压电源、差动放大器、F/V表、加热器、热电偶、水银温度计、主副电源

四、实验步骤：

（1）连接电路，开启电源，并调零差动放大器，同时记录下自备温度计的室温

（2）给加热器接入电压，观察F/V表显示的电压值变化，待显示值稳定时记录F/V表的读数

（3）用温度计测出热电偶处的温度并记录下来

（4）根据热电偶的热电势与温度之间的关系式，计算出热电偶测得的温度值

（5）比较热电偶测得的温度值与温度计测得的温度值

（6）整理实验器材

五、结果分析：

室温：26℃

加热后，F/V表稳定后显示值：102mV

温度计测得热电偶处温度：36℃

计算热电偶测得的温度：

E(T,T n)=102/(100*2)=0.51mV

E(T n,T0)=1.032mV

E(T,T0)=1.032+0.51=1.542mv

可得，对应的温度为38℃

六、误差分析：

热电偶测量温度时，其冷端保持温度恒定（冰点温度），热端接触待测物体，此时产生温差电动势。但由于冷端处于室温环境中，热端与冷端温差并非热端与冰点的温差，因此必须加入冷端补偿电路，此时测得的电动势才与摄氏温度一一对应。但由于本实验中冷端温度为室温且没有用冷端补偿器，所以导致测量温度有很大误差。还有就是仪器的损耗使得测量出现了较大的误差。

七、实验心得与建议

从上述记录的数据可以看到，所测温度有很大的误差，一是仪器随时间有所损耗，使得测量值出现误差，二是随着温度的升高，采集系统会引入许多干扰，想要有更加精确的测量，可以增加一些温度补偿的电路。