熱電偶溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)量與研究

熱電偶溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)量與研究【摘要】：通過(guò)在理論上進(jìn)行分析推導(dǎo)和具體的實(shí)驗(yàn)研究,證明在一定范圍內(nèi),銅-康銅熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與加熱時(shí)間存在線性關(guān)系，并提出了改善實(shí)驗(yàn)誤差的見(jiàn)解和建議?！娟P(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)整理電動(dòng)勢(shì)平均值銅-康銅熱電偶冰水混合物熱電偶溫度計(jì)【Abstract】：Derivedbyanalyzingthetheoreticalandexperimentalstudyofspecific,Provethatwithinacertainrange,Copper-constantanthermocoupleemfgeneratedlinearrelationshipwithheatingtime,Andproposedtoimprovetheexperimentalerroroftheinsightsandrecommendations.【Keywords】:Dataprocessing、EMF、Average、Copper-constantan、hermocouple、Icedwatermixture、Thermocouplethermometer一、 實(shí)驗(yàn)原理熱電偶亦稱溫差電路，是由、兩張不同材料的金屬絲的端點(diǎn)彼此緊密接觸而組成的。當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處于不同溫度時(shí)，在回路中就有直流電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，該電動(dòng)勢(shì)稱溫差電動(dòng)勢(shì)或熱電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)組成熱電偶的材料一定是，溫差電動(dòng)勢(shì)僅與兩接點(diǎn)處的溫度有關(guān)，并且兩接點(diǎn)的溫差在一定的溫度范圍內(nèi)有如下近似關(guān)系式：x~a)式中a稱為溫差電系數(shù)，對(duì)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(diǎn)溫度差為°C時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。工作端的溫度。。冷端的溫度，為測(cè)量溫差電動(dòng)勢(shì)，就需要在回路中接入電位差計(jì)。但測(cè)量?jī)x器的引入不能影響熱電偶原有的性質(zhì)，例如不影響它在一定的溫差 -下應(yīng)有的電動(dòng)勢(shì)值。要做到這一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保證一定的條件，根據(jù)伏打定律，即在、兩種金屬之間插入第三種金屬時(shí)，若它與、的兩連接點(diǎn)處于同一溫度。，則該閉合回路的溫差電動(dòng)勢(shì)與上述只有、兩種金屬組成回路時(shí)的數(shù)值完全相同。所以，我們把、兩根不同化學(xué)成分的金屬絲的一端焊在一起，構(gòu)成電熱偶的熱端。二、數(shù)據(jù)結(jié)果分析室溫：15.7C Ent=6.6X1?！?, 0序號(hào)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)整理得（電動(dòng)勢(shì)求平均值）：序號(hào)123456789溫度（C）2535455565758595100E(mv)0.771.231.592.022.442.853.353.774.04圖如下：如圖：Ex圖中的曲線近似一條直線，那么有：,即較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，?。?）和，兩點(diǎn)tb—得即可有d .三、結(jié)果分析報(bào)告在本實(shí)驗(yàn)的熱電偶為銅康銅熱電偶屬于型熱電偶，其測(cè)溫范圍在°C €之間，優(yōu)點(diǎn)有熱電動(dòng)勢(shì)的直線性好，低溫特性良好，再現(xiàn)性好，精確度高。但是（+）端的銅易氧化。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們把兩根不同化學(xué)成分的金屬絲的一端焊在一起，構(gòu)成熱電偶的熱端（工作端）。將另兩端各與銅引線焊接，構(gòu)成兩個(gè)同溫度的冷端（自由端）。銅引線與電位差計(jì)相連，這樣組成一個(gè)熱電偶溫度計(jì)。對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，我進(jìn)行了誤差分析，本次實(shí)驗(yàn)可能存在以下誤差：隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，冰水混合物可能溶化，不再維持°C,即?？赡茈S著時(shí)間的推長(zhǎng)而大于C,這樣導(dǎo)致a誤差；升溫過(guò)快而不穩(wěn)定，導(dǎo)致溫度計(jì)數(shù)有誤差；3、 隨著溫度的升高，導(dǎo)致銅-康銅熱電偶的電阻值變化，從而可能影響實(shí)驗(yàn)；4、 傳感器頭在使用過(guò)程中或許沒(méi)有完全浸在冰水混合物中，或接觸到保溫杯壁，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成偏差；5、 傳感器頭在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中或許沒(méi)有接觸恒溫爐孔德底或壁，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；6、 器材的急流誤差等。四、對(duì)本實(shí)驗(yàn)的見(jiàn)解及看法1、 本實(shí)驗(yàn)重在培養(yǎng)學(xué)生們的動(dòng)手操作能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程的原理比較簡(jiǎn)單，只需要我們大致的通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出熱電偶的溫差電系數(shù)，了解溫度計(jì)的原理。2、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)堆升溫測(cè)數(shù)據(jù)比降溫測(cè)數(shù)據(jù)更容易，并且時(shí)間較短。從而，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)器材，特別是溫控儀的散熱有更高的期望，希望能減少我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中所用的時(shí)間。3、 實(shí)驗(yàn)中，用冰水混合物作為冷端的原因，主要是因?yàn)闇囟纫卓刂?，且在?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理