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技術(shù)文章

有關(guān)熱電偶的實(shí)驗(yàn)

閱讀:3352          發(fā)布時(shí)間:2014-6-19

【內(nèi)容摘要】本文論述了熱電偶測(cè)溫的原理和方法,,對(duì)熱電偶的測(cè)溫方法進(jìn)行了解釋?zhuān)?duì)熱電偶的特性做了描述,。 一、引言 在做《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》中溫差電偶的定標(biāo)與測(cè)溫實(shí)驗(yàn)中*次接觸到了熱電偶,。由于出去個(gè)人的興趣,,有了用熱電偶設(shè)計(jì)溫度計(jì)的構(gòu)想,經(jīng)過(guò) 自己查閱書(shū)籍,,我成功設(shè)計(jì)出了熱電偶設(shè)計(jì)溫度計(jì)的方法,。
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>
1)了解熱電偶的測(cè)溫原理 2)學(xué)會(huì)熱電偶溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方法 3)學(xué)會(huì)數(shù)字電壓表(或電位差計(jì))的原理和使用方法
三,、實(shí)驗(yàn)儀器:
-康銅溫差電偶,、數(shù)字電壓表(或電位差計(jì)) 、保溫杯,、水浴鍋(含溫 度顯示)等,。
四、實(shí)驗(yàn)原理:
熱電偶測(cè)量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)(或溫差效應(yīng)) ,,將兩種不同材料的導(dǎo)體首尾相連接成閉合回路,,如兩接點(diǎn)的溫度不等,則在回路中就會(huì)
產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),,這種現(xiàn)象稱(chēng)之為熱電效應(yīng)(或溫差效應(yīng)) ,。熱電偶就是由兩種 不同的金屬材料焊接而成。使用時(shí)通常將一端(參考端)保持在一定的恒定 溫度( 0 100 ),,當(dāng)對(duì)另一端(測(cè)量端)加熱時(shí),,在接點(diǎn)處有熱電勢(shì) 產(chǎn)生。如參考端溫度恒定,,其熱電勢(shì)的大小和方向只與兩種金屬材料的特性 和測(cè)量端的溫度有關(guān),,而與熱電偶的粗細(xì)和長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。當(dāng)測(cè)量端的溫度改變 后,,熱電勢(shì)也隨之改變,,并且溫度和熱電勢(shì)之間有一固定的函數(shù)關(guān)系,利用 這個(gè)關(guān)系就可以測(cè)量溫度,。 理論和實(shí)驗(yàn)均表明,,接觸電勢(shì)差的大小和相接處的兩種金屬的性質(zhì)及接 觸處的溫度有關(guān)。理論道出公式如下: 當(dāng)量?jī)煞N不同的材料的金屬想成閉合回路時(shí),,按上述接觸電勢(shì)差的性質(zhì) 可以判定,, ,若兩接觸處的溫度分別為 T T0 時(shí),,閉合回路的電動(dòng)勢(shì)為E ? k / e(T ? T0 ) Ln(na / nb ) T不等于T0 ,,則 E 不等于 0,這種電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為溫差電動(dòng)勢(shì),,這種溫差效 應(yīng)稱(chēng)為溫差效應(yīng)這種組合體稱(chēng)為熱電偶 在實(shí)際中,,給出來(lái)的溫差電動(dòng)勢(shì)都用下式表示:E ? a(t ? t0 ) ? b(t ? t0 )2 ? . . . . . . . . 式中,a,b.....是常數(shù),,稱(chēng)為溫差系數(shù),,表示溫差為 10 C 時(shí)的電動(dòng)勢(shì),其大 小取決于組成熱電偶的材料,;tt0 是接觸處的攝氏溫度,,T0 為冷端溫度,T 熱端溫度 在溫差不太大的情況下,,可近似為:E ? a(t ? t0 可見(jiàn),,若常數(shù)和冷端溫度已知,只要側(cè)得溫度電動(dòng)勢(shì),,就能得到熱端溫度(熱端也稱(chēng)做測(cè)溫端)
五,、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
1)將數(shù)字電壓表(電位差計(jì))進(jìn)行校準(zhǔn)。(2)溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)溫端放入盛有病水混合物的保溫杯中,,測(cè)量 0 0C 時(shí)熱電 動(dòng)勢(shì)(應(yīng)該為 0),,熱端插入水浴鍋(含溫度顯示)中,對(duì)水加熱,,待水沸騰,,且水蒸氣噴口有足夠的水蒸氣噴出時(shí),用數(shù)字電壓表(或電位差計(jì))測(cè)出相 應(yīng)的溫差電偶電動(dòng)勢(shì) E3)在水溫降低的過(guò)程中測(cè)量電偶電動(dòng)勢(shì)和讀取溫度,,要同時(shí)完成,,并且 要求每次溫差的測(cè)量點(diǎn)宜取在 510的整數(shù)倍位置,間隔測(cè)量十組并記錄數(shù)據(jù),。
電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) (4)在溫差電偶的線(xiàn)性范圍內(nèi),, 固定 T 0 (一般為 0 0 C),測(cè)出不同的已知溫度 T 下對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì),,則可得到溫度-電動(dòng)勢(shì)關(guān)系曲線(xiàn),再用線(xiàn)性擬合曲線(xiàn)確定出 常數(shù) a,則得到電動(dòng)勢(shì)與溫度(E-T)的關(guān)系式,。 5)測(cè)量并記錄數(shù)據(jù),。
六、注意事項(xiàng):
在使用水浴鍋和保溫杯加熱時(shí),,注意不要被燙傷?。?! ?。?/span> 為減小測(cè)量誤差,,數(shù)字電壓表應(yīng)盡可能調(diào)到靈敏度zui高的檔位,。 為便于作圖,每次溫差的測(cè)量點(diǎn)宜取在 5 10的整數(shù)倍位置
 

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