热电偶温差电动势测量与研究

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，并提出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】：Derivedbyanalyzingthetheoreticalandexperimentalstudyofspecific,Provethatwithinacertainrange,Copper-constantanthermocoupleemfgeneratedlinearrelationshipwithheatingtime,Andproposedtoimprovetheexperimentalerroroftheinsightsandrecommendations.【Keywords】:Dataprocessing、EMF、Average、Copper-constantan、hermocouple、Icedwatermixture、Thermocouplethermometer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≈α(t-t0）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1℃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，若它与A、B的两连接点处于同一温度t。，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：15.7℃Ent=6.6×10¯4Nt。=0℃序号1234567891011121314151617温度（℃）25354555657585951009585756555453525E(mv)0.781.251.612.032.442.853.403.814.043.723.292.852.432.011.571.210.76上述实验数据通过整理得（电动势求平均值）：序号123456789温度（℃）2535455565758595100E(mv)0.771.231.592.022.442.853.353.774.04Eⅹ-t图如下：E(mv)543210102030405060708090100t(℃)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ā=0.0429。95—25E≈а(t-t。)=0.0429三、结果分析报告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270℃-400℃之间，优点有热电动势的直线性好，低温特性良好，再现性好，精确度高。但是（+）端的铜易氧化。在本次实验中，我们把两根不同化学成分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：随着实验的进行，冰水混合物可能溶化，不再维持0℃，即t。可能随着时间的推长而大于0℃，这样导致а误差；升温过快而不稳定，导致温度计数有误差；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；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；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；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。实验过程的原理比较简单，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。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。实验中，用冰水混合物作为冷端的原因，主