熱電偶溫差電動勢測量與研究

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(dǎo)和具體的實驗研究,證明在一定范圍內(nèi),銅-康銅熱電偶產(chǎn)生的電動勢與加熱時間存在線性關(guān)系，并提出了改善實驗誤差的見解和建議。【關(guān)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】：Derivedbyanalyzingthetheoreticalandexperimentalstudyofspecific,Provethatwithinacertainrange,Copper-constantanthermocoupleemfgeneratedlinearrelationshipwithheatingtime,Andproposedtoimprovetheexperimentalerroroftheinsightsandrecommendations.【Keywords】:Dataprocessing、EMF、Average、Copper-constantan、hermocouple、Icedwatermixture、Thermocouplethermometer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(dāng)兩個接點處于不同溫度時，在回路中就有直流電動勢產(chǎn)生，該電動勢稱溫差電動勢或熱電動勢。當(dāng)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(guān)，并且兩接點的溫差在一定的溫度范圍內(nèi)有如下近似關(guān)系式：Eⅹ≈α(t-t0）式中α稱為溫差電系數(shù)，對于不同金屬組成的熱電偶，α是不同的，其數(shù)值上等于兩接點溫度差為1℃時所產(chǎn)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(zhì)，例如不影響它在一定的溫差t-t。下應(yīng)有的電動勢Ex值。要做到這一點，實驗時應(yīng)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，若它與A、B的兩連接點處于同一溫度t。，則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(xué)成分的金屬絲的一端焊在一起，構(gòu)成電熱偶的熱端。數(shù)據(jù)結(jié)果分析室溫：15.7℃Ent=6.6×10ˉ4Nt。=0℃序號1234567891011121314151617溫度（℃）25354555657585951009585756555453525E(mv)0.781.251.612.032.442.853.403.814.043.723.292.852.432.011.571.210.76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（℃）2535455565758595100E(mv)0.771.231.592.022.442.853.353.774.04Eⅹ-t圖如下：E(mv)543210102030405060708090100t(℃)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，?。?5,0.77）和(95，3.77)兩點tb—ta得:3.77—0.77K=-------------=0.0429,即可有ā=0.0429。95—25E≈а(t-t。)=0.0429三、結(jié)果分析報告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270℃-400℃之間，優(yōu)點有熱電動勢的直線性好，低溫特性良好，再現(xiàn)性好，精確度高。但是（+）端的銅易氧化。在本次實驗中，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：隨著實驗的進行，冰水混合物可能溶化，不再維持0℃，即t?？赡茈S著時間的推長而大于0℃，這樣導(dǎo)致а誤差；升溫過快而不穩(wěn)定，導(dǎo)致溫度計數(shù)有誤差；隨著溫度的升高，導(dǎo)致銅-康銅熱電偶的電阻值變化，從而可能影響實驗；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(jié)果造成偏差；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(jié)果；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(xué)生們的動手操作能力。實驗過程的原理比較簡單，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。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。實驗中，用冰水混合物作為冷端的原因，主