热电偶的标定与校验指导书.pdf

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热电偶的标定与校验指导书

一、实验目的

1.掌握热电偶的温度标定与校验方法,初步了解铜――康铜热电偶的特性;掌握热电偶测

温的基本原理;

2.掌握单支热电偶采用冰浴法的连接线路;

3.掌握电位差计的使用;

4.学会制作热电偶丝;

5.能利用误差理论对所得的数据进行处理。

二、实验内容

1.对单支热电偶进行温度校验(或标定);

2.绘制铜-康铜热电偶的热电势――温度特性曲线。

三、实验仪器、设备及材料

1.UJ33d数字式直流电位差计;

2.DHT-2型热学实验仪;

3.铜-康铜热电偶丝;

4.0~50℃二级标准水银温度计;

5.电冰箱;

6.保温杯;

7.手锤;

8.塑料杯;

9.调压器;

10.砂纸。

四、实验原理

将A、B两种不同材质的金属丝的两端点焊接成一个闭合回路。当两个接点处于不同温度时

(如图1),在闭合回路中就会产生热电势,这种现象称为热电效应。

图1

图2

为了测量温差电动势,就需要在图1的回路中接入电位差计,但测量仪器的引入不能影

响热电偶原来的性质。根据中间导体定则,在热电偶回路中接入第三种导体,只要与第三种

导体相连接的两端温度相同,接入第三导体后,对热电偶回路中的总电势没有影响。在A、

B两种金属之间接入第三种金属C时,若它与A、B的两连接点处于同一温度T0(图2),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两根不同化学成份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(即第三种金属C)焊接,构成两个同温度(T0)的冷端(自由端)。铜引

线与电位差计相连,这样就组成一个热电偶温度计。如图3所示。

图3

当热电偶材料一定时,回路中的总电势E(T,T)成为温度T和温度T的函数差,即

AB00

E(T,T)=f(T)-f(T)

AB00

当热端温度T为测量点的实际温度时,若使冷端的温度T不变,即f(T)=C(常数),则

00

E(T,T)=f(T)-C

AB0

回路中产生的热电势仅是热端温度T的单值函数。

0

通常将冷端置于冰水混合物中,保持T=0C,将热端置于待测温度处,即可以得出

0

热电势-温度特性曲线(E-t特性曲线图)。

五、实验步骤

1.按图4所示连接线路,注意热电偶及各电源的正、负极的正确连接。

2.打开UJ33d电位差计、热学实验仪DHT-2的电源,预热20分钟左右。

3.熟悉UJ33d数字式直流电位差计各旋钮的功能(见附录1),掌握测量热电势的基本

要领。

4.制作0℃冰浴器:用冰水和黄豆大小的冰块混合置于保温杯内,并用二级水银温度

0

计测量是否达到0C;若不是,调整冰水混合比例。

0

5.将热电偶的参考端置于冰水混合物中之中,确保t=0C(测温端置于加热器内)。

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