熱電偶溫差電動勢測量與研究

1、熱電偶溫差電動勢測量與研究【摘要】：通過在理論上進行分析推導和具體的實驗研究，證明在一定范圍內，銅-康銅熱電偶產生的電動勢與加熱時間存在線性關系，并提岀了改善實驗誤差的見解和建議?！娟P鍵詞】：數(shù)據(jù)整理 電動勢平均值銅-康銅熱電偶 冰水混合物 熱電偶溫度計【Abstract 】：Derived by analyzing the theoretical and experimental study of specific, Prove thatwithin a certain range, Copper - constantan thermocouple emf generated linear

2、relationship with heating time,And proposed to improve the experimental error of the insights and recommendations.【Key words 】：Data processing 、EMF、Average 、 Copper - constantan 、hermocouple 、 Iced water mixture 、 Thermocouple thermometer一、實驗原理熱電偶亦稱溫差電路， 是由A、B兩張不同材料的金屬絲的端點彼此緊密接觸而組成的。當兩個接點處于不同溫度時，在回路

3、中就有直流電動勢產生，該電動勢稱溫差電動勢或熱電動勢。當組成熱電偶的材料一定是，溫差電動勢Ex僅與兩接點處的溫度有關，并且兩接點的溫差在一定的溫度范圍內有如下近似關系式：Ex a (t -t 0)式中a稱為溫差電系數(shù)，對于不同金屬組成的熱電偶，a是不同的，其數(shù)值上等于兩接點溫度差為1C時所產生的電動勢。t工作端的溫度。t。冷端的溫度，為測量溫差電動勢， 就需要在回路中接入電位差計。但測量儀器的引入不能影響熱電偶原有的性質，例如不影響它在一定的溫差t-t。下應有的電動勢 Ex值。要做到這一點，實驗時應保證一定的條件， 根據(jù)伏打定律，即在A B兩種金屬之間插入第三種金屬C時，假設它與A、B的兩連接

4、點處于同一溫度t。，那么該閉合回路的溫差電動勢與上述只有A、B兩種金屬組成回路時的數(shù)值完全相同。所以，我們把A、B兩根不同化學成分的金屬絲的一端焊在一起，構成電熱偶的熱端。數(shù)據(jù)結果分析室溫：15.7CEnt=6.6X 10H N t 。=0°C序號1234567891011121314151617溫度2535455565758595109585756555453525(C)0E(m0.1.1.2.2.2.3.3.4.3.3.2.2.2.1.1.0.v)7825610344854081047229854301572176上述實驗數(shù)據(jù)通過整理得電動勢求平均值序號123456789溫度C2

5、535455565758595100E(mv)0.771.231.592.022.442.853.353.774.04Ex -t 圖如下：如圖：Ex -t圖中的曲線近似一條直線，那么有：Eb EaK= ，即較遠的兩點，取25,0.77 和95 , 3.77兩點tb ta得：3.77 0.77K=0.0429,即可有 a =0.0429。9525E a (t-t。)=0.0429三、結果分析報告270 C - 400C 之在本實驗的熱電偶為銅-康銅熱電偶，屬于T型熱電偶，其測溫范圍在間，優(yōu)點有熱電動勢的直線性好，低溫特性良好，再現(xiàn)性好，精確度咼。但是+端的銅構成熱電偶的易氧化。在本次實驗中，我們

6、把兩根不同化學成分的金屬絲的一端焊在一起,熱端工作端 。將另兩端各與銅引線焊接，構成兩個同溫度的冷端自由端。銅引線與電位差計相連，這樣組成一個熱電偶溫度計。對于上述實驗，我進行了誤差分析，本次實驗可能存在以下誤差：1、隨著實驗的進行，冰水混合物可能溶化，不再維持0C,即t?？赡茈S著時間的推長而大于0C,這樣導致a誤差；2、升溫過快而不穩(wěn)定，導致溫度計數(shù)有誤差；3、隨著溫度的升高，導致銅 - 康銅熱電偶的電阻值變化，從而可能影響實驗；4、傳感器頭在使用過程中或許沒有完全浸在冰水混合物中，或接觸到保溫杯壁，從而對實驗結果造成偏差；5、傳感器頭在實驗過程中或許沒有接觸恒溫爐孔德底或壁，影響實驗結果；6、器材的急流誤差等。四、對本實驗的見解及看法1、本實驗重在培養(yǎng)學生們的動手操作能力。實驗過程的原理比擬簡單，只需要我們大 致的通過實驗測出熱電偶的溫差電系數(shù)，了解溫度計的原理。2、實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)本實驗堆升溫測數(shù)據(jù)比降溫測數(shù)據(jù)更容易，并且時間較短。從而， 我們對實驗器材， 特別是溫控儀的散熱有更高的期望， 希望能減少我們在實 驗中所用的時間。3、實驗中， 用冰水混合物作為冷端的原因， 主要是因為溫度易控制， 且在實