实验六热电偶的制作与标定
实验六热电偶的制作与标定
一. 目的
了解热电偶温度计的工作原理，学会焊接铜—康铜热电偶的方法，并学会热电偶的标定。
二. 热电偶温度计原理、焊接及标定
1. 热电偶温度计工作原理
测温用的温度计大致可以分为下列五类：膨胀式温度计（如水银温度计）、压力表式温度计（如充氮气温度计）、电阻温度计（如铂电阻温度计），热电偶温度计（如铂铑 10 —铂热电偶、镍铬—镍硅热电偶）、辐射式温度计（如光学高温计）。其中热电偶温度计由于在测温中有较高的准确度，所以在工农业生产和科研工作中都广泛地使用。
由两种不同性质金属线或合金丝 A 与 B ，连接组成一个闭合回路称之为热电偶，如图 1 所示。 A 、 B 叫做热电极。如果使两个接点 1 、 2 处于不同的温度，回路中就会产生热电势 E ，这一现象称为热电效应，热电偶就是基于这一效应来测量温度的。
图 1 热电偶回路
在图 1 所示的热电偶的闭合回路中所产生的热电势 E AB只与热电偶的两种材料的性质和两端的温度有关，与金属丝的长度、截面大小无关。当热电偶材料一定时，则热电势 E AB就只与热电偶两端温度 t 和 t0有关，即 E AB＝（ t，t0）。如果参考端（又称冷端）的温度 t0保持不变，则两端之间热电势 E 12 的大小就可以用来表示测量端（又称热端）1的温度高低。通常将热电偶的冷端放在装有冰水共存的保温瓶中，使其t0恒温于0℃ 。
2. 热电偶的焊接
热电偶的测量端与参考端都是由两种金属焊接制成的。为减小传热误差和滞后，焊接点宜小，其直径应不超过两倍金属丝的直径。焊接的方法可以采用点焊、对焊，如图 2a和b所示。也可以把两个热电偶绞缠在一起再焊，称为绞状点焊，如图 2c 所示，但绞缠圈数不宜超过 2-3 圈。
a b c
图 2 热电偶的热接点
热电偶的两热电极要很好地绝缘，以防短路。如果热电偶地金属是裸线，通常都要用绝缘管套在导线上进行绝缘，聚乙烯或聚四氟乙烯都是在常温范围内采用绝缘管材料。
热电极的极性是这样确定的，测量端失去电子的热电极为正极，得到电子的热电极为负极。在热电势符号E AB(t，t0) 中规定列在首位的是正极，列在第二位的是负极。如铜—康铜热电偶，正极是铜，负极是康铜；又始铂铑 10 —铂热电偶，正极是铂铑合金，负极是纯铂。
3.热电偶温度计的标定
由于实验室使用的热电偶材料不一定完全符合标准化文件所规定的材料及其化学成分，因此它的热电性质和允许偏差就不能与统一的热电偶分度表相一致。为此一般实验室所使用的热电偶是属于非标准化热电偶，它的分度必须由测温工作者自己标定。标定热电偶就是把放置在同一热源处的标准温度计与热电偶反映出来的热电势一一对应起来，绘制称 mv－t 曲线并写成mv-t对照表格。
热电偶温度计是以热电势的大小来测量某一物体的温度的，因此热电偶温度计总是由热电偶、电测仪表和连接导线三个部分所组成。其中电测仪表可以采用毫伏计和电位差计，用毫伏计测量热电势虽然很方便，但是它的读数受环境温度和线路的影响较大，测量准确度不高，不宜用于精密测量中。而用电位差计可避免上述原因而产生的误差，因此用电位差计测量热电势的方法在实验室和工业生产中得到广泛的应用。
三. 标定热电偶温度计的线路图
图 3 示出热电偶和连接导线之间与正负极之间线路的连接。
图 3 热电偶的测温线路
四. 实验步骤 、
1.先将热电偶材料上的绝缘漆用零号纱纸擦去，然后将端部扭成铰链状，浸入氯化钠溶液杯中通电焊接，电压一般不宜过高，大致在 100 伏左右。焊接电压的大小可用调压变压器来调节，直至出电火花，使两种金属材料的端部焊牢并形成一个小圆球。
2.将焊接完善的热电偶接入标定装置中去（参考图 3）。然后将测量端置于恒温热源处，此时恒热源中应插一支标准水银温度计，以便读取恒温热源的确切温度，与此同时读取热电势的 mv 数值。
'
A t
+
C
3.改变恒温热源的温度，并重复实验步骤 2 的工作，使测量端的温度从室温起每隔一定温度改变一次。总的点数最好不少于 5 ，将每一次的热源温度数值和毫伏数值记录下来。
4.通过热电偶的分度表计算相应的温度并计算测量误差。
五. 实验记录
1．使用仪器的型号及量程
2.热电偶采用的金属材料的名称及线径 d ：
3.实验数据记录及数据处理表表 1
4.实验数据处理
热电偶定标实验
图7-1 热电偶结构图 热电偶定标实验 一、实验目的 1．了解热电偶的工作原理； 2．学会对热电偶定标； 3．应用热电偶测温。 二、实验仪器 灵敏数字电压表，保温杯，电加热罐，温度计等 三、实验原理 早在19世纪初，人们就发现两种不同的金属组成的回路中(如图7-1所示)，如果在两个接头端存在温度差，则回路中就会产生电 流。这种现象就称为温差电现象，这两种不同 金属组成的电路称为热电偶。产生电流的电动 势称为温差电动势。温差电动势的产生机制， 限于篇幅，在此不再多讲。但从实用的角度出 发，热电偶的一些特点和性质我们却是应该掌 握的： 1．一般来说，任意两种不同的金属组成的回路都可以构成一对热电偶。只要两个接头端有 温度差，回路中就有温差电动势，进而会产生温 差电流。(利用这一特点，我们就可以把非电量的温度转化为可以用仪表检测的电学量。) 2．各种不同的热电偶都有其特定的温差电动势的变化曲线。换言之，只要确定了组成热电偶的金属材料，则其温差电动势的变化规律就是一定的，与热电偶的体积、导线长短等因素无关。(由于有这一特点，实际应用时热电偶的测温探头就可以做得很小，因而探头的热容量也就很小,测温就非常灵敏。) 3．由于各种不同热电偶的温度特性不同，故不同的热电偶有其不同的适用温度范围。根据不同的测温环境，使用者可以查找有关资料，选择合适的热电偶进行测温。 4．一对热电偶所产生的温差电动势一般都很小，只有零点几至数十毫伏。须用很灵敏的检流装置才能检验出来。但若把大量的热电偶串联起来，组成温差电堆，其产生的温差电动势和温差电流就有明显的实用价值。特别是用某些半导体材料组成的热电偶，有些地方已把它用来制成热转换效率较高的温差电堆发电装置。
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。 总之，两种电动势尽管产生的机理不同，但最后在闭合回路中形成的电动势，除与材料有关外，惟一地决定于两个接点的温度差，所以统称为温差电动势。上述两种金属A、B 两端彼此焊接并将接点置于不同温度下的回路（见图1），称为温差电偶。使用时常把一个接点置于某一恒定温度，称为参考点；另一接点作为测温点。 温差电偶中形成的温差电动势与温差的关系通常用幂函数表示，在常温范围内，要求
热电偶的制作及校验综合实验
实验三热电偶的制作及校验综合实验 一、实验目的 1、掌握热电偶原理 2、掌握热电偶的材质要求 3、掌握热电偶的制作方法 4、掌握热电偶的校验方法 二、实验内容 1、制作铜-康铜热电偶 2、校验所制作的热电偶 3、熟悉热电偶冷端补偿的几种方法 4、绘制热电势E与温度t的曲线 三、实验原理与装置 1、热电偶测温原理 将A、B两种不同材质的金属导体的两端焊接成一个闭合回路，如图1.1所示。若两个接点处的温度不同，在闭合回路中就会有热电势产生，这种现象称为热电效应。两点间温差越大则热电势越大，我们在回路内接入毫伏表，它将指示出热电势的数值。这两种不同材质的金属导体的组合体就称为热电偶，热电偶的热电极有正（＋）、负（－）之分。 当T1＞T2时，热端（T1）和冷端（T2）所产生的等位电势分别为E1和E2，此时回路中的总电势为 E= E1- E2 当热端温度T1为测量点的实际温度时，为了使T1与总电势E之间具有一定关系，我们令冷端温度T2不便，即E2=C（常数），这样回路中的总电势为 E= E1- C 回路中产生的电势仅是热端温度T1的函数。 当冷端端温度T2=0℃时，回路中电势所对应的温度即为热端的温度T1。 根据上述原理，我们可以选择到许多反应灵敏准确、使用可靠耐久的金
2、热电偶的校验 焊接好的热电偶，因材质的差异，焊点质量的差异，每支热电偶产生的热电势也不尽相同，所以，热电偶在使用之前必须进行校验。校验时。我们可以为每支热电偶绘出其E-t曲线，以供测温时使用。 四、实验步骤 1、热电偶制作 实验装置如图1.2所示 （1）准备好一台调压器； （2）将两个废旧的1号电池取出碳棒，将碳棒一端磨成锥体，令一端用导线拧紧在碳棒上并接到调压器的输出端； （3）将调压器的输入端接电源，输出调压调到20V左右； （4）将两根碳棒放在工作台上，中间留有间隙，将待焊的热电偶端头放
化工仪表实验温度传感器—热电偶测温实验及热电偶标定
实验一题目温度传感器—热电偶测温实验及热电偶标定第六周星期四第5节 一、实验目的 1.了解热电偶的结构及测温工作原理； 2.掌握热电偶校验的基本方法； 3.学习如何定期检验热电偶误差，判断是否及格。 二、实验内容和要求 观察热电偶，了解温控电加热器工作原理； 通过对K 型热电偶的测温和校验，了解热电偶的结构及测温工作原理；掌握热电偶的校验的基本方法；学习如何定期检验热电偶误差，判断是否合格。 三、实验原理： （1）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。 图1-1 热电偶测温原理试验台 图（1-1）中T 为热端，To 为冷端，热电势()()()AB AB o E T T T ?=- （2）以K 分度热电偶作为标准热电偶来校准E 分度热电偶。 四、实验所需部件： K （也可选用其他分度号的热电偶）、E 分度热电偶、温控电加热炉、温度传感器实验模块、数字电压表。 五、实验步骤： （1）观察热电偶结构（可旋开热电偶保护外套），了解温控电加热器工作原理。 温控器：作为热源的温度指示、控制、定温之用。温度调节方式为时间比例
实验一题目温度传感器—热电偶测温实验及热电偶标定第六周星期四第5节 式，绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热，红灯亮时加热炉断电。 温度设定：拨动开关拨向“设定”位，调节设定电位器，仪表显示的温度值℃随之变化，调节至实验所需的温度时停止。然后将拨动开关扳向“测量”侧，接入热电偶控制炉温。（注：首次设定温度不应过高，以免热惯性造成加热炉温度过冲）。 （2）首先将温度设定在50℃左右，打开加热开关，（加热电炉电源插头插入主机加热电源出插座），热电偶插入电加热炉内，K分度热电偶为标准热电偶，冷端接“测试”端，E分度热电偶接“温控”端，注意热电偶极性不能接反，而且不能断偶，万用表置毫伏档，当钮子开关倒向“温控”时测E分度热电偶的热电势，待设定炉温达到稳定时用电压表毫伏档分别测试温控（E）和测试（K）两支热电偶的热电势（直接用电压表在热电偶接线端测量，钮子开关还是保持倒向“E”分度热电偶方向）。每支热电偶至少测两次求平均值，并将结果填入表1-1。 （3）继续将炉温提高到70℃、90℃、110℃、130℃和150℃，重复上述实验，观察热电偶的测温性能，并将对应结果填入下表。。 （4）因为热电偶冷端温度不为0℃，则需对所测的热电势值进行修正 E（T，T0）=E(T,T1)+E(T1,T0) 实际电动势＝测量所得电势＋温度修正电势查阅热电偶分度表，上述测量与计算结果对照。 ，相对误（5）校热电偶热电势与标准热电偶温度的绝对误差为T T T ?=- 校标 。 差为()100% ?=-? T T T T 标校标标 六、注意事项： 1、加热炉温度请勿超过200℃，当加热开始，热电偶一定要插入炉内，否则炉温会失控，同样做其它温度实验时也需用热电偶来控制加热炉温度。 2、因为温控仪表为E分度，加热炉的温度就必须由E分度热电偶来控制，E 分度热电偶必须接在面板的“温控”端。所以当钮子开关倒向“测试”方接入K 分度热电偶时，数字温度表显示的温度并非为加热炉内的温度。 七、思考题 将平台上的热电偶转换开关打向左边，显示的温度值是否正确？为什么？ 答:将转换开关打向左边，指示温度是标准热电偶K测试点温度，显示的温度与E分度热电偶有差别。当转换开关转向K分度热电偶时，温度数字温度并非为加热炉内温度，会引起误差。
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。
实验报告样板《热电偶的定标与测温》
实验报告样板《热电偶的定标与测温》
实验（实训）报告 辽宁科技大学 学院（系） 年 月 日 课程名称：大学物理实验 实验题目：热电偶的定标与测温 班级： 姓名： 学号： 机台号： 同组人： 任课教师： 实验目的 1、掌握电位差计的工作原理及使用方法； 2、了解热电偶的原理及制作； 3、用电位差计测热电偶的温差电系数； 实验原理 1、热电偶测温原理，如图1所示： 把两种不同的金属两端彼此焊接组成闭合 回路，若两接点的温度不同，回路中就产生温度差电动势，这两种金属的组合叫热电偶。温差电动势的大小除了和组成的热电偶材料有关外，还决定于两接点的的温度差。将一端的温度t 0固定(称为冷端，实验中利用冰水混合物)，另一端的温度t 改变(称为热端)，温差电动势亦随之改变。电动势和温差的关系较复杂，一般表示为： 200()()......T T T T εαβ=-+-+ 其第一级近似式为
()t t εα=- 式中α称为热电偶的温差电系数，其大小取决于组成热电偶的材料。 图1 热电偶示意图 热电偶可以用电测量温度。用一只已知α值的热电偶，一端温度固定不变，另一端与待测物体接触，再测出热电偶回路的电动势，就可以求出待测温度。 由于温差电动势较低，因此在实验中利用电位差计来测量。 图2 热电偶测量示意图 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ε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5)，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(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。 2、电位差计的原理——电压补偿法 电位差计是利用电压补偿原理而设计的电压测量工具。先来谈一下补偿原理，如图3所示，
热电偶的定标实验报告
热电偶的定标实验报告 热电偶（RTD）是电测温系统的主要组成部分，它是一种利用电阻变化来检测温度的传感器。它们具有多种规格和精度，具有极强的抗湿性和耐腐蚀性，根据用户的功能需求可以设计出不同的热电偶，能够在各种情况下检测温度。因此，在使用它们之前，必须在实验室进行定标实验，以确保它们的正确性和准确性，并为其他应用程序提供可靠的热电偶服务。 定标实验是一种必须进行的实验，它通过比较热电偶与标准材料或其他参考物的温度读数，来确定它的性能参数。在这种实验中，首先必须将热电偶精确地安装在测量设备上，以确保它在测量温度时保持稳定。接下来，将热电偶和标准材料放入精密调节温度控制仪中，在控制仪中调节温度，直到热电偶与标准材料的温度读数完全一致。最后，记录热电偶在不同温度下的电阻值，并将其绘制成曲线，以了解它在不同温度下的电阻变化情况。 本实验采用热电偶一号（SR1-100A）为实验对象，主要通过温度控制仪在0-100摄氏度的范围内，对其定标进行测试。实验中，先将温度控制仪调节到预先设定的温度，以保证热电偶测量的温度在允许范围内，然后将热电偶放入温度控制仪中，等待温度稳定，最后用示波器记录热电偶在不同温度下的温度和电阻值，并将数据分析计算得出结果。实验结果表明，热电偶一号在0~100摄氏度的范围内，其电阻值自0.25Ω增加到1.1Ω，呈良好的线性关系，误差小于±1%，符合国家标准要求。
经过本实验，热电偶一号的性能参数得到确认，它的性能充分符合用户的要求，并可以安全有效地在不同的温度条件下工作。本次实验结果对今后对热电偶的开发有一定的参考价值。 综上所述，热电偶定标实验可以有效确定热电偶的性能参数，但也存在许多限制，需要在实际应用中做出适当的补偿。同时，本实验结果表明，热电偶一号能够正确地检测不同温度的电阻值，能够在实际应用中迅速准确地检测温度。因此，在实际应用中，可以根据不同的需求设计合适的热电偶，以满足实际的测量要求。
自制热电偶实验
自制热电偶 一、实验简介 热电偶有着测温范围宽、灵敏度和准确度高、结构简单、不易损坏，并且可以进行动态测量和记录的许多优点，因而被应用于温度的传感、工业加热炉温的测量、金属熔点的测量、数据采集与温度控制等诸多方面。 我们通过使用不同材料制作热电偶，探究何种材料更适合制作灵敏的热电偶。 二、实验目的 1、了解热电偶测温的基本原理和方法 2、掌握热电偶的简单制作方法 3、评价所制的热电偶 三、实验仪器 康铜、锰铜、CrNi 、Ni 、等金属丝，剪刀，打火机，万用表，FB203温度传感加热装置。 四、实验原理 1821年塞贝克(T. J. Seebeck )发现，当构成回路的两种不同金属的两个连接点温度不同时，回路中会有恒定电流产生，如图1所示，这表示两种金属的接触处由于温度差而产生了电动势，叫做温差电动势，这种电路称为热电偶，该现象称为塞贝克效应。 热电偶的温差电动势与两接头之 图1 两种不同金属构成的闭合电路 间的温度关系比较复杂，可以用下式表示： []2 1 ()()T B A T E S T S T dT =-⎰ S(T)表示金属的塞贝克系数，T 2为热端的温度，T 1为冷端的温度。但是在较小温差范围内可以近似的认为温差电动势E 与温度差(T 2-T 1)成正比，即： 21()E C T T =-
式中C 称为温差系数，单位为-1V μ⨯℃，它表示两接点的温度相差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： ()()00C=/A B k e Ln n n 式中k 为玻尔兹曼常量，e 为电子电量，n 0A 和n 0B 为两种金属单位体积内的自由电子数目。 五、实验内容 1、用金属丝制作热电偶：剪刀截取合适长度的金属丝、先用康铜和锰铜丝，用塑料黑胶使头部结合，用火焊接，进而得到康铜和锰铜制成的热电偶。同样用CrNi 与Ni 、NiCu 与康铜金属丝制成相应的热电偶。 2、测量不同温度下热电偶的温差电动势：依次将三种热电偶接入FB203温度传感加热装置和万用表，记录30℃到70℃，每隔5℃测量记录相应的温差电动势数值。 3、处理数据，得到不同材料所得热电偶的温差系数，对所制得的热电偶性质进行评价 六、实验数据 C=0.02888
实验六 热电偶的制作与标定
实验六热电偶的制作与标定 一. 目的 了解热电偶温度计的工作原理，学会焊接铜—康铜热电偶的方法，并学会热电偶的标定。 二. 热电偶温度计原理、焊接及标定 1. 热电偶温度计工作原理 测温用的温度计大致可以分为下列五类：膨胀式温度计（如水银温度计）、压力表式温度计（如充氮气温度计）、电阻温度计（如铂电阻温度计），热电偶温度计（如铂铑 10 —铂热电偶、镍铬—镍硅热电偶）、辐射式温度计（如光学高温计）。其中热电偶温度计由于在测温中有较高的准确度，所以在工农业生产和科研工作中都广泛地使用。 由两种不同性质金属线或合金丝 A 与 B ，连接组成一个闭合回路称之为热电偶，如图 1 所示。 A 、 B 叫做热电极。如果使两个接点 1 、 2 处于不同的温度，回路中就会产生热电势 E ，这一现象称为热电效应，热电偶就是基于这一效应来测量温度的。
在图 1 所示的热电偶的闭合回路中所产生的热电势 E AB只与热电偶的两种材料的性质和两端的温度有关，与金属丝的长度、截面大小无关。当热电偶材料一定时，则热电势 E AB就只与热电偶两端温度 t 和 t0有关，即 E AB＝（ t，t0）。如果参考端（又称冷端）的温度 t0保持不变，则两端之间热电势 E 12 的大小就可以用来表示测量端（又称热端）1的温度高低。通常将热电偶的冷端放在装有冰水共存的保温瓶中，使其t0恒温于0℃ 。 2. 热电偶的焊接 热电偶的测量端与参考端都是由两种金属焊接制成的。为减小传热误差和滞后，焊接点宜小，其直径应不超过两倍金属丝的直径。焊接的方法可以采用点焊、对焊，如图 2a和b所示。也可以把两个热电偶绞缠在一起再焊，称为绞状点焊，如图 2c 所示，但绞缠圈数不宜超过 2-3 圈。 a b c 图 2 热电偶的热接点
热电偶的标定与校验指导书
热电偶的标定与校验指导书 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。 通常将冷端置于冰水混合物中，保持T0 = 0 0C，将热端置于待测温度处，即可以得出热电势－温度特性曲线(E-t特性曲线图)。 五、实验步骤 1．按图4所示连接线路，注意热电偶及各电源的正、负极的正确连接。 2. 打开UJ33d电位差计、热学实验仪DHT-2的电源，预热20分钟左右。 3．熟悉UJ33d数字式直流电位差计各旋钮的功能（见附录1），掌握测量热电势的基本要领。 4．制作0℃冰浴器：用冰水和黄豆大小的冰块混合置于保温杯内，并用二级水银温度计测量是否达到00C；若不是，调整冰水混合比例。 5．将热电偶的参考端置于冰水混合物中之中，确保t0 =00C(测温端置于加热器内)。 6.UJ33d电位差计调零：将功能转换开关置于“调零”位置，按动▲键3秒，即可完成调零工作。 7.试测（目的是检查学生是否正确掌握仪表的使用方法）：将电位差计功能转换开关置于“测量”位置，等待几分钟，待电位差计的读数基本稳定后测出室温时热电偶的热电势，并与标准热电偶分度表比较，判断接线是否正确，仪表工作是否正常。 8. 设定恒温炉（或者恒温槽）的温度（标定点或者校验点的温度），然后开启温控仪电源，给恒温炉（或者恒温槽）加热。达到设定温度，且控温仪指示温度稳定后读取温度值和热电势值（连读3～6次）。每隔10 0C左右测一组（t，Ex），直至1000C为止。（读数顺序：t1,E1; t2,E2; t3,E3;……t n,E n）
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 热电偶的制作与 标定试验 指导老师：徐之平学生：代国岭学号：***-*****8 专业：工程热物理 热电偶标定实验报告 热电偶的制作与标定试验 一、实验目的 1．了解热电偶温度计的测温原理 2．学会热电偶温度计的制作与矫正方法3．掌握电位差计的原理和使用方法二、实验仪器 P*****型数字毫伏表、SY821型转换开关、RTS-00B制冷恒温槽、HTS-300B标准油槽、实验热电偶三、实验原理热电偶标定实验报告 两种不同成份的导体A、B（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当A、B两个接合点的温度T、T0不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一
端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： （1）热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；（2）热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无 关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关； （3）当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度 差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。 四、实验记录及处理1．热电偶的制作 按实验要求，截取两根适当长度的电偶丝，消除两端的氧化膜，套上绝缘套管，用钢丝钳将两根偶丝的端部胶合在一起。微微加热，立即蘸取少许硼砂，再在热源上加热，使硼砂均匀地覆盖住胶合头，防止偶丝高温焊接时氧化。 交流弧焊法：将隔离变压器输出电压调至30V左右，以碳棒为一极，胶合头为一极，用绝缘良好的夹子夹住，使两极相碰，电弧产生的瞬间高温使胶合头熔焊在一起，形成光滑的焊珠。 刚焊接的热电偶存在内应力，金相结构不符合要求，使用过
热电偶的定标实验报告
热电偶的定标实验报告 热电偶是常用的测量温度的实验仪器，它的优势在于简单易用、分布均匀、体积小、重量轻、性能稳定等。热电偶定标是指通过一定的实验，确定热电偶测温质量特性及对应关系，以便在实际运用中测量准确的温度，获得准确的热量数据。本文将就热电偶的定标实验报告进行深入研究。 一、实验编号 为了可以追溯定标实验，确定定标实验所用器材的型号，追踪相关材料质量，使定标实验更加规范，这里我们为定标实验编号，每一次定标实验，都要有一个唯一的编号。 二、实验材料 1.电偶：热电偶是热电偶定标实验不可缺少的实验仪器，需要确保它的性能可靠，在定标实验中，热电偶是保证定标质量的重要因素。 2.度标定装置：为了保证定标实验的准确性，我们需要在定标实验中，使用精确的温度标定装置，这样可以更好的完成定标任务，保证定标精度。 3.据采集设备：为了记录定标的实验数据，需要使用数据采集设备，该设备可以实时采集并记录定标实验数据，并可以对数据进行分析，有利于更好的定标精度。 三、实验方法 1.量热电偶电阻：首先，在定标前，我们需要知道所用热电偶的电阻值和输出电压，使用电路测量仪，测量热电偶的电阻值。
2.定温度：使用温度标定装置，连接热电偶，并调节相应温度，观察热电偶的输出电压，记录采集的数据。 3.准：根据定标实验数据，绘制电阻和电压之间的曲线，校正热电偶的特性系数，以保证热电偶的精度。 四、实验结果 1.电偶电阻：定标实验中，我们测量了热电偶的电阻值，为100Ω。 2.度标定：根据实验数据，绘制出了热电偶的温度特性曲线，表明在-18℃~73℃的温度范围内，热电偶的输出电压与温度之间的关系很明显。 3.准：通过上述曲线，我们可以得出热电偶的特性系数，根据标准进行校准，实现热电偶的精度提升。 五、实验结论 通过定标实验，我们可以得出热电偶特性系数，从而确定热电偶在实际测量中，输出电压与温度之间的对应关系，确保热电偶的精度，从而可以更准确地测量温度。根据定标实验，我们得出以下结论： 1.电偶的定标实验可以更准确的测量温度，提高实验的准确性； 2.据定标实验，可以确定温度范围内热电偶的特性系数，使热电偶的精度得到改善； 3.量前必须编号，追踪器材的型号，质量，保证定标实验的质量； 4.验过程中必须采用精确的温度标定装置，和精密的数据采集设备，以保证定标实验的准确性；
热电偶的定标实验报告
热电偶的定标实验报告 热电偶是一种主要用于测量温度的测量仪器，它的受欢迎程度很高，特别是在石油、煤炭和金属行业、制冷设备、航空、船舶、厨房和实验室等行业中。由于其精度和稳定性，热电偶得以广泛应用。为了保证其精度，热电偶必须定期定标。本次定标实验报告，将介绍定标的基本原理、实验过程、计算结果及结论等。 一、定标原理 热电偶定标主要是指对热电偶输出电阻（RTD值）和在预定温度范围内的典型温度值之间的关系进行研究与校准。校准可分为直接校准和间接校准两种方法，其中间接校准是根据一定的假定性关系，以连续温度比较法计算偏离该关系的几何幅值，它要求测量热电偶和标准热电偶具有良好的线性关系。 二、实验过程 1.确定实验温度 首先，确定此次定标的温度范围。根据热电偶的使用环境，确定实验温度范围，一般情况下，实验温度范围应在热电偶的工作范围内。 2.测量热电偶的热电阻 使用电阻温度计测量热电偶的热电阻，逐一测量所设定的温度点，将低端电源电压和测得的热电阻值记录下来，以便计算数据。 3.标准热电阻测量 用同样的仪器测量标准热电偶的热电阻，做出测量结果和标准热电偶的热电阻值之间的比较。
4.定标 将测试热电阻和标准热电阻比较，计算出偏差值，以对测试热电阻进行定标。 三、计算结果 定标实验所获得的计算结果如下： 实验温度：1000°C 标准热电阻值：0.63Ω 测量热电阻值：0.62Ω 偏差值：0.01Ω 四、结论 本次定标实验结果表明，测试热电阻的热电阻值与标准热电阻值的偏差值为0.01Ω，符合热电偶定标要求，定标结果可以满足热电偶的使用要求。 五、安全技术要求 为了保证安全，进行热电偶定标实验时，有必要遵守以下安全技术要求： （1）实验环境应保持干燥，空气洁净，避免潮湿、有尘的环境。 （2）热电偶的连接线应保持紧凑，避免缠绕，减少漏电。 （3）进行定标时，应当注意防止受电，并用安全绝缘手套操作。 （4）在热电偶定标实验过程中，使用的试验设备应严格检查，确保其安全可靠。 综上，本次热电偶定标实验取得了良好的成果，实验过程中注意
热电偶的定标实验报告结论
一实验目的： 通过对热电偶的辨识，并对辨识结果进行动态误差修正，掌握系统辨识方法中的时域辨识方法和对测量结果的动态误差修正方法，了解动态误差修正在实际生活中的应用。 二实验器材： 热电偶一个，应变放大器一台，桥盒一个，数采模块，PC机一台。 三实验原理：本实验是基于热电偶测温的工作原理所做，即：热电偶是由两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。读出热端的电动势，然后根据热电动势与温度的函数关系可得出当前的温度值。当我们将热电偶放入热水中，由于温度的变化，产生一个阶跃信号，通过图形确定系统是几阶系统，然后对模型进行辨识，并对测量结果进行动态误差修正，将修正前后的响应特性曲线进行比较，对实验结果进行分析。 四实验过程： （1）将热电偶通过桥盒与应变放大器相连，然后与PC机连接好，组成一个完整的传感器系统。按如图1所示方式将热电偶的两个接线端接入桥盒。 图1 热电偶与桥盒的连接
（2）PCI6013——AI接线分配如图2所示，我们这里选择的是第一通道，所以连接33号跟64号线。 图2 PCI6013——AI接线分配 （3）打开labview，单击启动采集按钮，将K型热电偶迅速放进热水瓶中，待输出稳定后保存数据然后取出热电偶冷却，然后重复多次试验，保存数据。 （4）利用所保存的数据进行系统辨识和误差修正。 五实验数据分析 下面通过实验来进行系统辨识及其动态误差修正。