热电偶特性及其应用研究报告

1、实验题目：实验目的 了解电位差计的构造、 工作原理及使用方法 ; 2.了解温差电偶的 测温原理和基本参数 ; 3.测量铜康铜热电偶的温差系数二、实验仪器1、UJ31型电位差计：2、标准电池3、检流计4、控温实验仪5、样品室以及加热装置6、保温杯三、实验原理(概括)1. 电位差计的补偿原理为了能精确测得电动势的大小，可采用图 2.10.2 所示的线路。其中 是电动势 可调节的电源。 调节 ，使检流计指针指零， 这就表示回路中两电源的电动势 、方向相反，大小相等。故数值上有 (2.10.1) 这时我们称电路得到补偿。 在补偿条件下， 如果 的数值已知，则 即可求出。 据此原理构成的测量电动势和电位

2、差的仪器称为电位差计。2. 实际电位差计的工作原理使用时，首先使工作电流标准化，即根据标准电池的电动势调节工作电流 I 。将 开关 K2合在 S位置，调节可变电阻，使得检流计指针指零。 这时工作电流 I 在 段的电压降等于标准电池的电动势，即 （2.10.2）再将开关 K2合向 X位置，调节电阻 Rx，再次使检流计指针指零， 此时有这里的电流 I 就是前面经过标准化的工作电流。 也就是说，在电流标准化的基础 上，在电阻为 Rx 的位置上可以直接标出与对应的电动势 （ 电压） 值，这样就可以直接进行电动势 （ 电压） 的读数测量。3. 温差电偶的测温原理 把两种不同的金属或不同成分的合金两端彼此

3、焊接成一闭合回路，如图所示。若两接点保持在不同的温度 t 和 t0 ，则回路中产生温差电动势。温差电动势的 大小除了和组成热电偶的材料有关外， 唯一决定于两接点的温度函数的差。 一般 地讲，电动势和温差的关系可以近似地表示成这里 t 是热端温度， t0 是冷端温度， c 称为温差系数， 其大小决定于组成电偶的 材料。四、实验步骤 测铜康铜热电偶的温差系数(1) . 按图 6 接好电路 . 根据室温求出标准电池电动势的数值，按电位 差计的使用方法 (参见仪器简介 ) 调节好电位差计。(2) . 加热杯中的液体， 至一定温度后停止加热， 在读出水银温度计的 读数的同时用电位差计测出温差电动势的大小

4、。在液体冷却过程中， 高温端温度每降低 5，测量一次温差电动势，测 8 组以上数据。(3) . 参照数据表格，记录测量的数据。根据测量数据，作出温差电动势 Ex 和温度差的关系图线 ，该热电偶在此温度范围内 图线应为一直线。图解法求出直线的斜率，即温差系数 C。或用逐差法、最小二乘法求温差系数 。【注意事项】1. 电位差计的调节必须按规定步骤，线路中极性不可接反。2. 实验操作要谨慎，注意标准电池的接入，正接正，负接负，严防两 极短路。数据记录1. 标准电池的电动势标准电池温度 Tb( )=_18.5_标准电池电动势： Es(V)= _1.0187_2. 测量热电偶温差电动势高温 t( )90

5、.085.080.075.070.065.060.055.0温差 (t-t0)( )90.085.080.075.070.065.060.055.0温差电动势2.9752.7742.5672.3462.1861.9771.7811.581Ex(mV)89794407五、 数据处理序号1234(Ex(i)-Ex(i+4)/(5*4) (mV/)单位：0.0397420.0398780.0393320.038261计算实验结果铜康铜热电偶的温差系数 C(mV/) =_0.039六、 误差分析 控温试验仪温度已达到设定温度，但电偶高温段还未被加热到指 定温度，导致误差； 看指针是否指向中线时的视觉误

6、差导致 Ex 测量不准； 测量仪器 （ 电位差计、检流器 ） 的误差。七、八、 思考题1. 怎样用电位差计校正毫伏表 ? 请画出实验线路和拟出实验步骤实验线路：实验步骤： 设被校电压表示值为 U，实际电压降为 U0，电势差计读数为 US， 则 U0 = US。电压表的指示值 U与实际值 U0之间的绝对误差为 U = U - U0 ； 用电势差计对被校电压表在不同示值下进行校准，得一组 U ； 作图线 U-U（用折线联结相邻两点）即校准曲线 （ 修正曲线 ）。 利用修正曲线可以对该被校表的测量值进行修正。 如果用被校表 测量某一电压所得示值为 Ux，可在修正曲线上找出对应于 Ux 的误差 U x，则经修正而得测量结果为： U0x = Ux - Ux 。2. 怎样用电位差计测量电阻 ? 请画