热电偶测温实验研究

热电偶标定实验

一、概述：

温差热电偶(简称热电偶)是目前温度测量中应用最广泛的温度传感元件之一，是以热电效应为基础的测温仪表。它用热电偶作为传感器，把被测的温度信号转换成电势信号，经连接导线再配以测量毫伏级电压信号的显示仪表来实现温度的测量。

热电偶测温的优点是结构简单、制作方便、价格低廉、测温范围宽、热惯性小、准确度较高、输出的温差电信号便于远距离传送、实现集中控制和自动测试。流体、固体及其表面温度均可用它来测量，所以在工业生产和科学研究、空调与燃气工程中应用广泛。

二、实验目的

１．学习使用毫伏表测定温差电动势及热电偶工作原理。

２．掌握热电偶定标曲线的绘制规则。

３．学习用热电偶设计温度计

4.学习用直线拟合方法处理实验数据。

三、实验原理

1、温差电现象。导体中存在着与热现象有关的非静电力和电动势，称为温差电动势，依其产生的机理不同而有两种具体形式。

一种称为汤姆孙电动势。金属导线两端如果温度不同，高温端的自由电子好像气体分子一样向低温端扩散，并在低温端堆积起来，从而在导线内形成电场。由电子热扩散不平衡建立的电场反过来又阻碍不平衡热扩散的进行，最终达到动态平衡，使导线两端形成一稳定的电势差。若把两种金属导线两端连接起来，并把接点置于不同温度中，使两种不同材料的金属连接成闭合回路，因两个汤姆孙电势不相等，两段导线中即形成恒定电流。回路中相应的电动势称为汤姆孙电动势。温差越大，汤姆孙电动势也越大。

另一种称为珀耳帖（J.C.A.Peltier，1785——1845）电动势。两种不同金属连接起来，由于接触面两侧金属内自由电子浓度不同，电子将从浓度大的一侧向浓度小的一侧扩散，在接触面间形成电场，从而在两种金属间形成电位差。显然，两种金属连成回路，并把接点置于相同温度中，两接触面间将建立相等而相反的电动势，因而也形不成恒定电流。只有两接点温度不同，两个珀耳帖电动势不等，才会形成电动势。而且温差越大，形成的电动势也越大。

温度测量实验

一、实验目的： 1、了解铜－康铜热电偶的测温原理； 2、掌握利用铜－康铜热电偶测量温度的方法；

3、了解温度信号（电压）的传送及转换原理。

二、实验原理：

热电偶测温原理：热电偶测量温度的基本原理是热电效应，将两种不同成份的金属导体首尾相连接成闭合回路，如两接点的温度不等，则在回路中就会产生热电动势，形成热电流，

这就是热电效应。热电偶就是将两种不同的金属材料一端焊接而成，焊接的一端叫做测量端，

未焊接的一端叫做参考端，参考端在使用时通常恒定在一定的温度(如00C)当对测量端加热

时，在接点处有热电势产生。如参考端温度恒定，其热电势的大小和方向只与两种金属材料

的特性和测量端的温度有关，而与势电偶的精细和长短无关。当测量端的温度改变后，势电势也随之改变，并且温度和热电势之间有一固定的函数关系，利用这个关系就可以测量温度。

铜－康铜热电偶：由铜和康铜（铜60％，镍40％）丝作成。特点是热电势大，价钱便

宜，易于制作。但其再现性不佳，只能在低于350℃使用。铜－康铜热电偶热电势与温度的

关系在0－1000C的范围内可以近似表示为下述公式：

T(0C)=1.2705+23.518XE(mv) 镍铬－镍硅热电偶：由镍铬（镍90％，铬10％）和镍硅（镍95％，硅、铝、锰5％）

丝作成。有良好的复制性，热电势大，线性好，价格便宜，但测量精度较低。

三、装置和流程

实验装置：实验桌（袈）恒温器，冰水保温桶，（1）－（8）号热电偶测温线路（），数字式毫伏计。

图1：温度测量实验面板图

其中（1）－（7）号用铜－康铜作热电偶材料，（8）号由镍铬－镍硅作热电偶材料，铜－康铜作为补偿导线。 四、操作步骤 1、检查恒温器中的水位是否合理，保温桶里的冰水是否足够；

2、将热端置于室温空气中，将冷端置于冰水保温桶中，进行充分的热平衡（约需5－10分

钟）； 3、将数字式毫伏计的输入夹“短路”并接通电源预热3－5分钟后，观察数字式毫伏计的“零点”示值； 4、分别测量热端温度为34、65、850C左右时的各号线路的热电势，对所测结果作简要说明；

K型热电偶测温实验结论

摘要：本文主要讨论了K型热电偶测温实验的结论。通过实验，我们发现K型热电偶的测温精度高、测温范围广、稳定性好、结构简单，可以满足各种工作环境的需求，为温度测量提供了重要的技术支持。

一、K型热电偶的优点

1、测温精度高：K型热电偶的测温精度高，可以达到±0.3℃，可以满足不同工作环境的需求。

2、测温范围广：K型热电偶的测温范围可以达到-50℃~+1300℃，可以满足各种工作环境的需求。

3、稳定性好：K型热电偶具有良好的稳定性，可以满足不同工作环境的需求。

4、结构简单：K型热电偶的结构简单，可以节省空间，更加方便安装和维护。

二、K型热电偶的应用

K型热电偶的应用非常广泛，可以用于金属冶炼、冶金、石油、化工、热力、电力等行业的温度测量，也可以用于家用电器、汽车制造等行业的温度测量，为温度测量提供了重要的技术支持。

三、实验结论

通过本次K型热电偶测温实验，我们发现K型热电偶的测温精度高、测温范围广、稳定性好、结构简单，可以满足各种工作环境的需求，为温度测量提供了重要的技术支持。

四、建议

1、在使用K型热电偶进行温度测量时，应注意安装位置，以免影响测量精度。

2、K型热电偶在使用过程中应定期检查，以确保测量精度。

3、在使用K型热电偶进行温度测量时，应注意保护热电偶，以免受到潮湿和其他污染的影响。

综上所述，K型热电偶具有测温精度高、测温范围广、稳定性好、结构简单等优点，可以满足各种工作环境的需求，为温度测量提供了重要的技术支持，建议在使用K型热电偶进行温度测量时，应注意安装位置、定期检查、保护热电偶等。

湖南大学实验指导书

课程名称: 实验类型:

实验名称： 热电阻热电偶温度传感器校准实验

学生姓名： 学号： 专业：

指导老师： 实验日期： 年 月 日

一、 实验目的

1. 了解热电阻和热电偶温度计的测温原理

2. 学会热电偶温度计的制作与校正方法

3. 了解二线制、三线制和四线制热电阻温度测量的原理

4. 掌握电位差计的原理和使用方法

5. 了解数据自动采集的原理

6. 应用误差分析理论于测温结果分析。

二、 实验原理

1. 热电阻

（1） 热电阻原理

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器.它的主要特点是测量精度高，性能稳定.其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻.常用铂电阻和铜电阻,铂电阻在0—630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为：

Rt=R0(1+At+Bt2）

R0系温度为0℃时的电阻,铂电阻内部引线方式有两线制，三线制，和四线制三种,两线制中引线电阻对测量的影响最大,用于测温精度不高的场合，三线制可以减小热电阻与测量仪之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响，用与高精度温度检测。本实验是三线制连接，其中一端接二根引线主要是消除引线电阻对测量的影响。

（2) 热电阻的校验

热电阻的校验一般在实验室中进行，除标准铂电阻温度计需要作三定点，（水三相点，水沸点和锌凝固点）校验外,实验室和工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法两种校验方法.比较法是将标准水银温度计或标准铂电阻温度计与被校电阻温度计一起插入