热电偶温度测量方法

热电偶用于温度测量电路1.1热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件，热电偶由两种不同成份的均质金属导体组成，形成两个热电极端。

温度较高的一端为工作端或热端，温度较低的一端为自由端或冷端，自由端通常处于某个恒定的温度下。

当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在塞贝克电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。

热电偶温度测量由如图所示三部分组成：⑴ 热电偶⑵ 毫伏测量电路或毫伏测量仪表⑶ 连接热电偶和毫伏测量电路的补偿导线与铜线图1-1热电偶温度测量电路：图1-2原理如图1-2所示，热电偶产生的毫伏信号经放大电路后由VT 端输出。

它可作为A/D 转换接口芯片的模拟量输入。

第1级反相放大电路，根据运算放大器增益公式： 1111012L L O U R U R U ⨯-=⨯-=增益为10。

第2级反相放大电路，根据运算放大器增益公式：11101200561O O O VT U RW R U R RW U V ⨯+-=⨯+-===）（ 增益为20。

总增益为200，由于选用的热电偶测温范围为0～200℃变化，热电动势0～10mV 对应放大电路的输出电压为0～2V 。

A/D 转换接口芯片最好用5G14433，它是三位半双积分A/D ，其最大输入电压为1999mV 和1999V 两档(由输入的基准电压VR 决定)。

我们应选择1999V 档，这样5G14433转换结果(BCD 码)和温度值成一一对应关系。

如读到的BCD 码为01、00、01、05，则温度值为101℃。

因此，用5G14433 A/D 芯片的话，你可以将转换好的A/D 结果(BCD 码)右移一位(除以10)后直接作为温度值显示在显示器上。

如果A/D 转换芯片用ADC0809，则在实验前期，应先做两张表格：一、放大电路的输出电压和温度的对应关系，一一测量并记录下来制成表格；二、ADC0809的转换结果(数字量)和输入的模拟电压一一对应关系记录下来并制成表格，然后将这两张表格综合成温度值和数字值的一一对应关系表存入系统内存中，最后，编制并调试实验程序，程序中将读到的A/D 转换结果(数字量)通过查表转换成温度值在显示器上显示。

热电偶温度测量方法1、补偿导线在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的导线称为补偿导线。

若与所配用的热电偶正确连接，其作用是将热电偶的参比端延伸到远离热源或环境温度较恒定的地方。

使用补偿导线的优点：①改善热电偶测温线路的机械与物理性能，采用多股或小直径补偿导线可提高线路的挠性，接线方便，也可以调节线路的电阻或屏蔽外界干扰；②降低测量线路的成本。

当热电偶与仪表的距离很远时，可用贱金属补偿型补偿导线代替贵金属热电偶。

在现场测温中，补偿导线除了可以延长热电偶参比端，节省贵金属材料外，若采用多股补偿导线，还便于安装与铺设；用直径粗、电导系数大的补偿导线，还可减少测量回路电阻。

采用补偿导线虽有许多优点，但必须掌握它的特点，否则，不仅不能补偿参比端温度的影响，反而会增加测温误差。

补偿导线的特点是：在一定温度范围内，其热电性能与热电偶基本一致。

它的作用只是把热电偶的参比端移至离热源较远或环境温度恒定的地方，但不能消除参比端不为0℃的影响，所以，仍须将参比端的温度修正到0℃。

补偿导线使用时的注意事项如下：①各种补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用；连接时，切勿将补偿导线极性接反；②补偿导线与热电偶连接点的温度，不得超过规定的使用温度范围，通常接点温度在100 ℃以下，耐热用补偿导线可达200℃；③由于补偿导线与电极材料通常并不完全相同，因此两连接点温度必须相同，否则会产生附加电势、引入误差；④在需高精度测温场合，处理测量结果时应加上补偿导线的修正值，以保证测量精度。

2、参比端处理我们经常使用的热电偶分度表，都是以热电偶参比端为0℃条件下制作的。

在实验室条件下可采取诸如在保温瓶内盛满冰水混合物（最好用蒸馏水及用蒸馏水制成的冰），并且，保温瓶内要有足够数量的冰块，保证参比端为0℃（值得注意的是，冰水混合物并不一定就是0℃，只有在冰水两相界面处才是0℃）。

或利用半导体制冷的原理制成的电子式恒温槽使参比端温度保持在0℃。

实验三热电偶与热电阻的温度测量一、实验目的：1、了解热电偶测量温度的原理与应用。

2、了解热电偶冷（自由）端温度补偿的原理与方法。

3、了解热电阻的测温原理与特性。

二、实验原理：将两种不同的金属丝组成回路，如果二种金属丝的两个接点有温度差，在回路内就会产生热电势，这就是热电效应，热电偶就是利用这一原理制成的一种温差测量传感器，置于被测温度场的接点称为工作端，另一接点称为冷端(也称自由端)，冷端可以是室温值也可以是经过补偿后的0℃、25℃的模拟温度场。

热电偶是一种温差测量传感器。

为直接反映温度场的摄氏温度值，需对其自由端进行温度补偿。

热电偶冷端温度补偿的方法有：冰水法、恒温槽法、自动补偿法、电桥法，常用的是电桥法(图3-2)，它是在热电偶和测温仪表之间接入一个直流电桥，称冷端温度补偿器，补偿器电桥在0℃时达到平衡(亦有20℃平衡)。

当热电偶自由端(a、b)温度升高时(>0℃)热电偶回路的电势Uab下降，由于补偿器中PN结呈负温度系数，其正向压降随温度升高而下降，促使Uab上升，其值正好补偿热电偶因自由端温度升高而降低的电势，达到补偿目的。

热电阻用于测温时利用了导体电阻率随温度变化这一特性，对于热电阻要求其材料电阻温度系数大，稳定性好、电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。

常用的有铂电阻和铜电阻，热电阻阻值Rt与温度t的关系为：Rt=R0(1+At+Bt2)本实验采用的是Pt100铂电阻，它的R0=100Ω，A=3.9684×10-2/℃，B=5.847×10-7/℃2，铂电阻采用三线连接法，其中一端接二根引线主要为了消除引线电阻对测量的影响。

三、需用器件与单元：K型、E型热电偶、温度源、温度控制仪表、温度控制测量仪（9000型）。

温度传感器实验模板、冷端温度补偿器、直流±15V、外接+5V电源适配器。

Pt100铂热电阻。

四、实验步骤：1、将热电偶插到温度源两个传感器插孔中任意一个插孔中，（K型、E型已装在一个护套内），K型热电偶的自由端接到主控箱面板上温控部分的Ek端，用它作为标准传感器，配合温控仪表用于设定温度，注意识别引线标记，K型、E型及正极、负极不要接错。

热电偶检定项目及方法热电偶是一种常用的温度测量仪器，其工作原理是利用两个不同金属的接触产生的热电势来测量温度。

为了确保热电偶的准确度和可靠性，在使用前需要进行检定。

本文将介绍热电偶的检定项目及方法。

一、检定项目1. 热电势测量误差：热电偶的主要测量参数是热电势，检定时需要测量热电偶输出的电压，并与标准温度计进行比较，计算其测量误差。

2. 热电偶线性度：线性度是指热电偶输出电压与温度之间的关系是否符合线性特性。

检定时需要在不同温度下测量热电偶的热电势，并绘制热电势-温度曲线，通过分析曲线的直线度来评估热电偶的线性度。

3. 热电偶响应时间：响应时间是指热电偶从温度变化到输出电压稳定所需的时间。

检定时需要在不同温度下进行温度变化，并记录热电偶输出电压的变化过程，通过分析输出电压的稳定时间来评估热电偶的响应时间。

4. 热电偶温度漂移：温度漂移是指热电偶在长时间使用后，输出电压的变化情况。

检定时需要将热电偶长时间暴露在恒定温度环境中，并记录输出电压的变化情况，通过分析电压的漂移程度来评估热电偶的温度漂移。

二、检定方法1. 热电势测量误差检定：将热电偶与一个标准温度计同时插入一个恒温槽中，分别记录两者输出的电压值。

然后计算热电偶的测量误差，即热电偶输出电压与标准温度计的电压差。

2. 热电偶线性度检定：选取几个不同温度点，在每个温度点上测量热电偶的输出电压，并记录下来。

然后根据这些数据绘制热电势-温度曲线，通过分析曲线的直线度来评估热电偶的线性度。

3. 热电偶响应时间检定：将热电偶置于一个恒定温度中，然后突然改变温度，记录热电偶输出电压的变化过程。

通过分析输出电压的稳定时间来评估热电偶的响应时间。

4. 热电偶温度漂移检定：将热电偶长时间暴露在一个恒定温度环境中，并记录输出电压的变化情况。

通过分析电压的漂移程度来评估热电偶的温度漂移。

通过以上检定项目及方法，可以评估热电偶的准确度和可靠性。

在实际应用中，可以根据检定结果进行校正或更换热电偶，以确保温度测量结果的准确性。

使用热电偶测量物体温度的步骤与要点热电偶是一种常用的温度测量仪器，它利用热电效应将温度转换为电压信号，通过测量这一电压信号来确定物体的温度。

下面将介绍使用热电偶测量物体温度的步骤与要点。

一、选择合适的热电偶在开始测量之前，首先需要选择一种适合的热电偶。

热电偶的种类很多，常见的有K型、J型、T型等。

不同的热电偶适用于不同的温度范围和环境条件。

因此，在选择热电偶时，需要考虑测量的温度范围、环境温度、测量精度等因素，并选择相应的热电偶型号。

二、准备工作在进行测量之前，需要进行一些准备工作。

首先，确保热电偶的接头和引线没有损坏，保证信号传输的可靠性。

其次，将热电偶的接头清洁干净，以确保测量的准确性。

最后，将热电偶连接到测量仪器上，确保仪器的正常工作。

三、测量操作1. 将热电偶放置在待测物体的表面或内部。

根据测量的要求和实际情况，可以选择将热电偶直接接触待测物体的表面，或者将热电偶插入待测物体的内部。

2. 等待一段时间，直到热电偶与待测物体达到热平衡。

由于热电偶的响应速度较快，通常只需等待几秒钟或几分钟，即可使热电偶与待测物体达到热平衡。

3. 读取热电偶的电压信号。

使用测量仪器读取热电偶的电压信号，并将其转换为相应的温度值。

在读取电压信号时，需要注意避免干扰源的影响，以确保测量的准确性。

四、注意事项1. 避免热电偶的过热。

过高的温度会对热电偶造成损坏，因此，在使用热电偶进行高温测量时，需要确保热电偶的耐温性能符合要求，并采取相应的保护措施，如使用陶瓷保护管等。

2. 避免热电偶的过冷。

过低的温度会使热电偶的测量精度下降，因此，在使用热电偶进行低温测量时，需要注意保持热电偶的正常工作温度范围，并采取保温措施。

3. 注意热电偶的接线方式。

热电偶的接线方式对测量结果有一定影响，因此，在接线时需要按照热电偶的标准接线方法进行接线，以确保测量的准确性。

4. 定期校准热电偶。

由于热电偶的使用寿命有限，且受到使用环境和条件的影响，因此，需要定期对热电偶进行校准，以确保测量的准确性。

实验一热电偶测温一、实验目的1、了解热电偶测温原理，学习热电偶测温技术，提高学生的实验技能和动手能力。

2、掌握电位差计的使用方法，用各种测温线路测量温度。

二、热电偶测温原理和水银温度计测温一样，热电偶测温也被广泛应用于工农业生产和科学研究工作中。

具有适用范围广、耐高温、精确度高等优点，是一种很好的测温方法。

热电偶测温是基于热电效应这一物理现象实现的。

如图1-1所示，用两种不同的金属导线A、B焊接而成的闭合回路称为“热电偶”。

当它的两个接点1、2的温度t1、t2不同时，回路中将产生热电动势，简称热电势，这种现象称为“热点效应”。

热电势的大小与两接点的温度差（t2—t1）和组成回路的导线材料有关。

对于给定的热电偶，则只与两接点的温差有关。

如果保持t1不变（t1=0℃），那么热电势只与t2有关。

t2越大，热电势越大，且有确定的关系。

只要用电位差计G测出回路中的热电势，就可以通过热电势与温度的关系球出被测温度t2。

热电偶电势与温度的关系应在恒温器中用标准温度计标定，并制成图表以供查用。

理论上，任何两种不同的金属导线均可组成热电偶，但实际上为了使热电偶回路有较大的热电势，能耐高温，而且热电势与温度基本上呈线性关系，通常采用下列金属或合金导线配对组成热电偶（见表1—1）热电偶的电极A、B两接点通常用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接在一起。

焊点要求圆滑、直径小、接触好、牢固，增强热电偶的灵敏度和耐用性。

测温时，接点1放在盛有冰水混合物的冰瓶中，维持接点1的温度恒为零摄氏度，称为参比端（或冷端）。

接点2置于待测温度场中，或焊接在被测物体的表面上，称为测量端（或热端）。

回路中接入测量热电势的仪表G（通常使用电位差计或数字电压表），测出电路中的热电势，再由热电势与温度的关系曲线或表格查出被测温度。

热电偶测温线路有两种接法，如图1—2所示。

t1为冷端，t2为热端，A、B为热电偶的正负极，热电偶电极的极性由每种热电偶电极的材料决定，表1—1中给出了每种热电偶电极的极性。

内燃机测试技术试验实验热电偶温度测量试验实验学时：2实验类型：基础型实验对象：本科生一．实验目的：1.了解热电偶温度测量基本原理。

2.了解热电偶的温度特性。

3.了解热电偶的不同封装型式和使用特点。

4.掌握热电偶温度测量电路实现和关键参数计算。

二．实验原理及设备说明1.热电偶温度测量基本原理热电偶是一种感温元件，是一次仪表。

它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。

根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。

因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：1：热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

热敏电阻和热电偶的温度特性研究(FB203型多档恒流智能控温实验仪)热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，它有负温度系数和正温度系数两种，负温度系数它的电阻率随着温度的升高而急剧下降（一般是按指数规律），而正温度系数电阻率随着温度的升高而急剧升高（一般是按指数规律），金属的电阻率则是随温度的升高而缓慢地上升。

热敏电阻对于温度的反应要比金属电阻灵敏得多，热敏电阻的体积也可以做得很小，用它来制成的半导体温度计，已广泛地使用在自动控制和科学仪器中，并在物理、化学和生物学研究等方面得到了广泛的应用。

【实验目的】1．研究热敏电阻、铜电阻；铂电阻、热电偶的温度特性。

2．掌握利用直流单臂电桥与控温实验仪测量热敏元件在不同温度下电阻值的方法。

【实验原理】温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。

常用的温度传感器的类型、测温范围和特点各不相同，本实验将通过测量几种常用的温度传感器的特征物理量随温度的变化，来了解这些温度传感器的工作原理。

1．热敏电阻温度特性原理：在一定的温度范围内，半导体的电阻率ρ和温度T 之间有如下关系：/1B TAe ρ= （1） 式中1A 和B 是与材料物理性质有关的常数，T 为绝对温度。

对于截面均匀的热敏电阻，其阻值T R 可用下式表示：T lR Sρ= （2） 式中T R 的单位为Ω，ρ的单位为cm Ω，l 为两电极间的距离，单位为cm ，S 为电阻的横截面积，单位为2cm 。

将（1）式代入（2）式，令1l A A S=，于是可得：/B TT R Ae = （3）对一定的电阻而言，A 和B 均为常数。

对（3）式两边取对数，则有：1l n l n T R B A T=+ （4）T R ln 与T1成线性关系，在实验中测得各个温度T 的T R 值后，即可通过作图求出B 和A 值，代入（3）式，即可得到T R 的表达式。

式中T R 为在温度)K (T 时的电阻值)(Ω，A 为在某温度时的电阻值)(Ω，B 为常数)K (，其值与半导体材料的成分和制造方法有关。

热电偶温度测量步骤说明书前言：热电偶是一种常用的温度测量设备，利用温度和电压的线性关系进行测量，广泛应用于工业生产和科学研究领域。

本说明书将详细介绍热电偶温度测量的步骤和操作要点，以帮助用户正确、准确地使用热电偶进行温度测量。

I. 器材准备在进行热电偶温度测量之前，首先要确保以下器材准备齐全：1. 热电偶：选择适合测量温度范围的热电偶，并检查其外观是否完好。

2. 测温仪表：使用符合要求的数字温度计或其他温度测量仪表，确保其稳定性和准确性。

3. 连接线：选用符合要求的热电偶连接线，连接端子牢固可靠。

II. 步骤说明1. 确定测量位置：根据实际需求，确定热电偶的测量位置。

注意选择位置避开可能影响测量准确性的因素，如辐射热源、振动源等。

2. 清洁准备：使用干净、柔软的布或纱布将测量位置进行清洁，确保无尘、无油污等污染物存在。

3. 连接热电偶：将热电偶的接头插入测量位置，确保插头与测量物体紧密接触。

注意避免弯曲或拉伸热电偶连接线，避免产生测量误差。

4. 连接测温仪表：将测温仪表的热电偶输入端与热电偶连接线的接线端子相连，确保接触良好。

5. 仪器校准：在进行真实温度测量之前，对测温仪表进行校准，确保其准确性。

可采用标准温度源进行对比校准，或根据仪表说明书进行校准操作。

6. 测量读数：打开测温仪表的电源，观察读数稳定后记录温度值。

注意及时记录读数，避免温度变化导致测量误差。

III. 注意事项1. 安全性：在进行热电偶温度测量时，要注意安全操作，避免触电、火灾等可能出现的危险情况。

2. 精度要求：根据实际需求，选择合适的热电偶和测温仪表，以满足精度要求。

注意不同型号的热电偶和仪表可能具有不同的测量误差范围。

3. 温度范围：在使用热电偶进行温度测量时，要注意选择适合的温度范围，避免超出热电偶的工作范围造成损坏。

4. 环境干扰：避免热电偶受到周围环境的干扰，如强磁场、电磁辐射等，以保证测量的准确性。

5. 维护保养：定期检查热电偶和测温仪表的状态，确保其正常工作。