热电偶温差电动势测量与研究

1、热电偶温差电动势测量与研究【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，并提岀了改善实验误差的见解和建议。【关键词】：数据整理 电动势平均值铜-康铜热电偶 冰水混合物 热电偶温度计【Abstract 】：Derived by analyzing the theoretical and experimental study of specific, Prove thatwithin a certain range, Copper - constantan thermocouple emf generated linear

2、relationship with heating time,And proposed to improve the experimental error of the insights and recommendations.【Key words 】：Data processing 、EMF、Average 、 Copper - constantan 、hermocouple 、 Iced water mixture 、 Thermocouple thermometer一、实验原理热电偶亦称温差电路， 是由A、B两张不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。当两个接点处于不同温度时，在回路

3、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是，温差电动势Ex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 a (t -t 0)式中a称为温差电系数，对于不同金属组成的热电偶，a是不同的，其数值上等于两接点温度差为1C时所产生的电动势。t工作端的温度。t。冷端的温度，为测量温差电动势， 就需要在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有的性质，例如不影响它在一定的温差t-t。下应有的电动势 Ex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，假设它与A、B的两连接

4、点处于同一温度t。，那么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两根不同化学成分的金属丝的一端焊在一起，构成电热偶的热端。数据结果分析室温：15.7CEnt=6.6X 10H N t 。=0°C序号1234567891011121314151617温度2535455565758595109585756555453525(C)0E(m0.1.1.2.2.2.3.3.4.3.3.2.2.2.1.1.0.v)7825610344854081047229854301572176上述实验数据通过整理得电动势求平均值序号123456789温度C2

5、535455565758595100E(mv)0.771.231.592.022.442.853.353.774.04Ex -t 图如下：如图：Ex -t图中的曲线近似一条直线，那么有：Eb EaK= ，即较远的两点，取25,0.77 和95 , 3.77两点tb ta得：3.77 0.77K=0.0429,即可有 a =0.0429。9525E a (t-t。)=0.0429三、结果分析报告270 C - 400C 之在本实验的热电偶为铜-康铜热电偶，属于T型热电偶，其测温范围在间，优点有热电动势的直线性好，低温特性良好，再现性好，精确度咼。但是+端的铜构成热电偶的易氧化。在本次实验中，我们

6、把两根不同化学成分的金属丝的一端焊在一起,热端工作端 。将另两端各与铜引线焊接，构成两个同温度的冷端自由端。铜引线与电位差计相连，这样组成一个热电偶温度计。对于上述实验，我进行了误差分析，本次实验可能存在以下误差：1、随着实验的进行，冰水混合物可能溶化，不再维持0C,即t。可能随着时间的推长而大于0C,这样导致a误差；2、升温过快而不稳定，导致温度计数有误差；3、随着温度的升高，导致铜 - 康铜热电偶的电阻值变化，从而可能影响实验；4、传感器头在使用过程中或许没有完全浸在冰水混合物中，或接触到保温杯壁，从而对实验结果造成偏差；5、传感器头在实验过程中或许没有接触恒温炉孔德底或壁，影响实验结果；6、器材的急流误差等。四、对本实验的见解及看法1、本实验重在培养学生们的动手操作能力。实验过程的原理比拟简单，只需要我们大 致的通过实验测出热电偶的温差电系数，了解温度计的原理。2、实验过程中，我们发现本实验堆升温测数据比降温测数据更容易，并且时间较短。从而， 我们对实验器材， 特别是温控仪的散热有更高的期望， 希望能减少我们在实 验中所用的时间。3、实验中， 用冰水混合物作为冷端的原因， 主要是因为温度易控制， 且在实