热电偶温度计的设计-吉林建筑工程学院城建学院刘远 论文.docVIP

吉林建筑工程学院城建学院 建筑环境与设备工程10-2班 学号100060218 邮编 吉林建筑工程学院城建学院 建筑环境与设备工程10-2班 学号100060218 邮编130111 刘远 [摘要] 利用温差电偶来测量温度的温度计。将两种不同金属导体的两端分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热，另一端冷却，则两个接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有电流发生。因为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数，所以利用这一特性制成温度计。若在温差电偶的回路里再接入一种或几种不同金属的导线，所接入的导线与接触点的温度都是均匀的，对原电动势并无影响，通过测量温差电动势来求被测的温度，这样就构成了温差电偶温度计。这种温度计测温范围很大。 [关键词] 实验原理 铜-康铜温差电偶 固定点法 热电偶 温差 电动势 一、前言 温差电偶是一种工业上广泛应用的测温仪器，也叫热电偶，是最早出现的一种探测器件。 二、实验仪器介绍 铜-康铜温差电偶、标准用的纯金属、标准温差电偶、待测熔点的金属、杜瓦瓶、电位差计、数字电压表、电炉等。 三、实验原理和测量方法 实验原理： 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，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工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，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。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 　　 测量方法： 固定点法，用标准测温仪与未知温差电偶置于同一恒温加热器中，改变温度进行对比，也可作出Ｅ～ｔ定标曲线，本实验即采用比较法对铜—康铜温差电偶进行定标。 1.上作Ｅ～ｔ曲线。用两点法求斜率的公式由图中求出 　　写出Ｅ＝ｆ（ｔ）表达式。 2.利用微机用最小二乘法处理数据。按有效数字规则纪录微机所给数据，写出Ｅ＝ｆ（ｔ）表达式及各量的标准差。 四、测量数据和计算结果 测量数据： 最大电动势：3.732 冰水混合物电动势：4.295 T0温度 15 20 25 30 35 E 3.720 3.477 3.290 3.106 2.900 40 45 50 55 60 E 2.700 2.495 2.278 2.066 1.817 65 70 75 80 1.626 1.401 1.172 0.946 计算结果： a=0.0474 五、分析和讨论 分析结果：利用温差电偶测温时，温差越大，电动势越大。 六、参考文献 《大学物理实验》 主编 张彦纯 机器工业出版社