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叙述热电偶测温的工作原理。（12分） 第一章 测量的基本知识 一．测量系统的组成 测量系统由被测对象和测量设备组成，测量设备一般由传感器、变换器、显示装置、传输通道组成。对应的系统框图如下。 1．传感器：是测量系统与被测对象直接发生联系的部分。对传感器的要求： ①输入与输出有稳定而准确的单值函数关系。 ②非被测量对传感器作用时，应使其对输出的影响小到忽略。 ③负载效应小。（负载效应：被测量受到的仪表的干扰而产生的偏离。） 2．变换器（变送器）：将传感器的输出信号转换成显示装置易于接受的信号。包括机械放大，电信号放大，电信号转换 3．显示装置：分为模拟式、数字式、屏幕式。 4．传输通道：是各仪表之间输入与输出联系的纽带。传输通道可以是导线、管道、光缆、无线电通讯等。 二．测量误差与测量精度 1．测量误差：测量值与被测量真值之差。 表示方法： 绝对误差： 相对误差： 示值相对误差： 被测量真值一般无法得到，在实际中通常以实际值代替。 ?分类： ①系统误差：凡是误差的数值是固定的或者按照一定规律变化的误差。 ②随机误差：在测量过程中存在许多随机因素对测量造成干扰，使测得值带有大小和方向都难以预测的测量误差。 ③粗大误差：明显歪曲测量结果的误差。 2．测量精度：描述测量值偏离真值的程度，与测量误差有着密切联系。由测量误差决定。 ①准确度—反映系统误差大小的程度。 ②精密度—反映随机误差大小的程度。 ③精确度—反映系统误差和随机误差合成大小的程度。 对于测量者来说，准确度高的精密度不一定高，反之亦然。但精确度高的准确度和精密度都高。 三．测量仪表的主要性能指标 1．量程范围：仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称作仪表的量程范围。在数值上等于仪表上限减去仪表下限Lm。 2．仪表精度（仪表精度等级） 仪表误差 引用误差： 基本误差： 允许误差：仪表出厂之前仪表厂家规定的仪表基本误差不能超过某一个值。 仪表精度等级：允许误差去掉百分号的值定义为仪表的精度等级。 ?精度等级的国家系列一般为0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等。 结论：同一精度仪表窄量程仪表产生的绝对误差小于同一精度宽量程仪表产生的绝对误差。 举例：仪表1：量程范围0～500℃，0.5级； 仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。 ? 3．稳定性（稳定误差）：是指在规定的时间、区间和其他外界条件恒定不变的情况下，仪表示值变化的大小。例如某数字温度表的稳定度为0.008%Lm+0.003Lx/8h。 4．输入电阻：例如对于数字电压表对输入阻抗有一定要求。 5．灵敏度：稳态下输出变化量对输入变化量的比值。 灵敏度的另一种表示方法为分辨率。例如某一数字温度表的分辨率为0.1℃，即该温度表能区分的最小温度变化为0.1℃。跳变一个字温度变化0.1℃。通常分辨率为允许绝对误差的1/3即可。 6．线性度：实际示值与理论示值差值的最大值与仪表量程的比值。 7．动态特性：仪表的输出响应随输入变化的能力。 第二章 测量误差和数据处理 （1）标准差（标准误差，均方根误差） 2．极限误差Δ 从上式可见，随机误差绝对值大于3σ的概率很小，只有0.3%，出现的可能性很小。因此定义： 3．直接测量值的处理例题 第三章 温度测量 叙述热电偶测温的工作原理。（12分） 答：两种不同的导体或半导体材料组成闭合回路，如果组成回路的两个接合点处的温度不相同，则回路中就有电流产生，说明回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。也称为塞贝克效应。由此效应所产生的电动势，通常称为热电势。热电势是由两部分电势组成的，即接触电势和温差电势。（4分） （一）接触电动势 由于两种材料自由电子密度不同而在其接触处形成电动势的现象，称为珀尔帖效应。其电动势称为珀尔帕电势或接触电势。 （2分） （二）温差电势（汤姆逊电势） 由于同一种导体或半导体材料因其两端温度不同而产生电动势的现象称为汤姆逊效应。其产生的电动势称为汤姆逊电动势或温差电势。（2分） （三）闭合回路的总热电势 若材料和已定，则和只是温度的函数，可以表示为 结论： 1．热电偶回路热电势的大小，只与组成热电偶的材料和材料两端连接点所处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关。 2．只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。 3．热电偶的两种材料确定之后，热电势的大小只与热电偶两端接点的温度有关。如果已知且恒定，则为常数。回路总热电势只是温度的单值函数。 测量误差的产生原因。 ①仪器误差：由于测