大学物理实验 热电偶温度计设计

实验4—8 热电偶定标实验在现代工业自动控制系统中，温度控制是经常遇到的工作，对温度的自动控制有许多种方法。

在实际应用中，热电偶的重要应用是测量温度，它是把非电学量（温度）转化成电学量（电动势）来测量的一个实际例子。

用热电偶测温具有许多优点，如测温范围宽（-200～2000℃）、测量灵敏度和准确度较高、结构简单不易损坏等。

此外由于热电偶的热容量小，受热点也可做得很小，因而对温度变化响应快，对测量对象的状态影响小，可以用于温度场的实时测量和监控。

热电偶在冶金、化工生产中用于高、低温的测量；在科学研究、自动控制过程中作为温度传感器，具有非常广泛的应用。

在大学物理实验中，热电偶温度计的定标是一个传统实验，该实验要求学生找出热电偶的温差电动势与冷热端温差之间的关系，并给出温差电动势与冷热端温差之间的关系曲线，求出经验方程，从而完成其定标工作，使同学们了解热电偶测温度的基本原理。

【实验目的】1. 加深对温差电现象的理解。

2. 了解热电偶测温的基本原理和方法。

3. 了解热电偶定标基本方法。

【实验原理】1. 温差电效应温度是表征热力学系统冷热程度的物理量，温度的数值表示法叫温标。

常用的温标有摄氏温标、华氏温标和热力学温标等。

温度会使物质的某些物理性质发生改变。

一般来讲，任一物质的任一物理性质只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化，都可用它来标志温度，也即制作温度计。

常用的温度计有水银温度计、酒精温度计和热电偶温度计等。

在物理测量中，经常将非电学量如温度、时间、长度等转换为电学量进行测量，这种方法叫做非电量的电测法。

其优点是不仅使测量方便、迅速，而且可提高测量精密度。

温差电偶是利用温差电效应制作的测温元件，在温度测量与控制中有广泛的应用。

本实验是研究一给定温差电偶得温差电动势与温度的关系。

图4-8-1 闭合电路大学物理实验如果用A 、B 两种不同的金属构成一闭合电路，并使两接点处于不同温度，如图4-8-1所示，则电路中将产生温差电动势，并且有温差电流流过，这种现象称为温差电效应。

热电偶温度计的毕业设计题目：热电偶温度计的设计与制作系别：机电工程系专业：检测技术及应用班级：计量学生姓名：刘一指导老师：陆晓强完成日期：2013年3月15日河南质量工程职业学院河南质量工程职业学院毕业设计③热电偶测温计的设计与制作设计任务和要求1．设计指标①实现智能数字显示仪表。

要求8位数码管显示，4位显示测量值，4位显示设定值；②4输入按钮：功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少；③2．设计要求①画出电路原理图（或仿真电路图）；②元器件及参数选择；③电路仿真与调试；④PCB文件生成与打印输出。

3．制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

4．编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

1.1选题的意义热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合；但其信号输出灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号和前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。

1.2 设计方案通过B型（铂铑30）热电偶测量的答题思路为1.3热电偶测温计的设计1.3.1．智能仪表基本模块硬件电路智能仪表基本模块由单片机、输入按钮、硬件显示和通信接口组成原理图：+5VG 13R C K12S E R 14S R C L R10S R C K 11Q A 15Q B 1Q C 2Q D 3Q E 4Q F 5Q G 6Q H 7Q H 19Uy 1S N 74H C 595G 13R C K12S E R 14SR C L R 10S R C K 11Q A15Q B 1Q C 2Q D 3Q E 4Q F 5Q G 6Q H 7Q H 19Uy 2S N 74H C 595dataRCK SRCK+5V....a 11b 7c 4d 2e 1f 10g 5h3L 12L M 9RM 8R6SM2....a 11b 7c 4d 2e 1f 10g 5h3L 12L M 9RM 8R6SM1n1n2n3n4n5n6n7n8.b c d e f g hab c d e f g h an 5n 6n 7n 8n 1n 2n 3n 4AN2AN3AN4AN1Rz 15101234JL E D 1234Jk ey 1123J5951510Ω x 4....510Ω x 8(1)最小系统板电路(2)电源电路(3)按键电路(4)扬声器电路（5）数码管电路(6)信号调理电路(7)功率驱动电路(8)LED电路1.3.2 智能仪表基本模块的功能：（1）具有两排8个是数码管显示，分别显示测量值与设定值，数码管由74HC595驱动，因此只需要3个单片机引脚，可以用SPI接口引脚：PB4、PB5（MOSI）和PB7（SCK），或是采用I/O引脚搭配时序的方法驱动。

热电偶温度计的设计本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March热电偶温度计的设计Xxxxxxxxxxx 计算机科学与工程学院计算机科学与技术xxxxx班学号：xxxxxx邮编：xxxxx摘要热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。

在本实验中利用点热偶测量温度，其基本原理就是热电效应。

将两种不同的金属两端分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热一端冷却，则两个接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有电流发生。

因为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数，所以利用这一特性制成温度计测量温度。

关键字热电偶，温度差，电动势，水浴锅前言在做热电偶温度计设计这一实验中时，了解了热电偶和温度差现象，引发了我对它的兴趣，经过自己的查阅资料成功设计出该实验的设计方案。

实验仪器介绍铜-康铜温差电偶、数字电压表、水浴锅、保温杯实验原理1)温度差现象把两种不同的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合连接成回路，并使两接点处于不同温度，则回路中就产生电动势。

这种现象称为塞贝克效应（热电效应）。

这种电动势与两接点的温度及两材料性质有关，所以称为热电动势温差电现是由温差而引起电动势以及由电流而引起吸热和放热的现象，又称热电现象。

它包括塞贝克、珀耳帖及汤姆孙等三个效应。

塞贝克效应将两个不同导体（或半导体）两端相连，组成一回路，当两个接头处在不同温度时，在回路中有电动势产生的现象。

1821年由德国物理学家T.塞贝克发现。

这电动势称为温差电动势。

金属的塞贝克效应常被应用于测量温度，而半导体的塞贝克效应常可被用来将热能直接转化成电能，即制成半导体温差发电器。

珀耳帖效应当有电流通过由两种不同材料组成的回路时，在两种材料的接头处会发生吸热或放热的现象。

1834年由法国物理学家J.珀耳帖发现。

实验 热电偶温度计的制作与标定一． 实验目的1． 了解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． 掌握电位差计的原理和使用方法 二． 实验原理 1. 热电偶原理将两种不同材质的金属导线连接成闭合回路，如果两接点的温度不同，由于金属的热电效应，在回路中就会产生一个与温差有关的电动势，称为温差电势。

在回路中串接一毫伏表，就能粗略地测出温差电势值。

如下图：温差电势的大小只与两个接点的温差有关，与导线的长短粗细和导线本身的温度分布无关。

这样一对导线的组合就称热电偶温度计。

简称热电偶。

实验表明，在一定温度范围，温差电势E 与两接点的温度T 0, T 存在着函数关系E=F(T 0 , T), 如果一个接点T 0（通常指冷端）的温度保持不变，则温差电势就只与另一个接点T （通常指热端）的温度有关，即E=F(T) ，当测得温差电势后，即可求出另一个接点（热端）的温度。

为了增加温差电势，提高测量精度，可将几个热电偶串联成热电堆，如下图：热端（测量点） 冷端（参考点） 热端（测量点） 冷端（参考点）热电偶示意图热电堆示意图2、热电偶的标定将热电偶作为温度计，必须先将热电偶的温差电势与温度值T之间的关系进行标定。

一般不用内插式计算，而是用实验方法，用表格或T-E（或E-T）特性曲线形式表示。

标定方法，一般采用：○1固定点法，即测量已知沸点或熔点温度的标准物质在沸点或熔点时的温差电势值。

○2标准热电偶法，将待标热电偶与标准热电偶一起置于恒温介质中，逐点改变恒温介质的温度，待热电偶处于热平衡状态下测出每一点的温差电势。

热电偶的T-E特性曲线如下图：3、热电偶的分类热电偶的种类繁多，各有其优缺点。

可根据不同的用途选择不同型号的热电偶。

目前我国已经标准化的常用商品热电偶，有以下几种直流电位差计1台恒温水浴1套隔离变压器（1KV A 30V公用）2台钢丝钳 1 把绝缘套管2根电偶丝公用硼砂公用硅油公用四．实验步骤1．热电偶的制作按实验要求，截取两根适当长度的电偶丝，消除两端的氧化膜，套上绝缘套管，用钢丝钳将两根偶丝的端部胶合在一起。

实验四K热电偶温度特性实验1、实验目的：了解热电偶测温原理及方法和应用。

2、基本原理：K型热电偶是由镍铬-镍硅或镍铝材料制成的热电偶，偶丝直径不同，测量的温度范围也不同。

对于确定的热电偶，其温度测量范围和电动势随温度的变化曲线是确定的，可通过查表得到。

选用确定的K型热电偶，插入温度源中，把热电偶的输出端通过差分放大，获得热电偶的电动势。

记录测量电动势，通过测量热电偶输出的电动势值再查分度表得到相应的温度值。

3、需用器件与单元：主机箱、温度源、Pt100热电阻(温度源温度控制传感器)、Ｋ热电偶(温度特性实验传感器)、温度传感器实验模板、应变传感器实验模板(代mV发生器)。

4、原理图如下图4.8所示图4.8 K热电偶原理图5、实验步骤：热电偶使用说明：热电偶由Ａ、Ｂ热电极材料及直径(偶丝直径)决定其测温范围，如Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶，偶丝直径3.2mm时测温范围０～1200℃，本实验用的Ｋ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围０～800℃；Ｅ(镍铬-康铜)，偶丝直径3.2mm时测温范围-200～+750℃，实验用的Ｅ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围-200～+350℃。

由于温度源温度＜200℃，所以，所有热电偶实际测温范围＜200℃。

从热电偶的测温原理可知，热电偶测量的是测量端与参考端之间的温度差，必须保证参考端温度为０℃时才能正确测量测量端的温度，否则存在着参考端所处环境温度值误差。

热电偶的分度表(见附录)是定义在热电偶的参考端(冷端)为０℃时热电偶输出的热电动势与热电偶测量端(热端)温度值的对应关系。

热电偶测温时要对参考端(冷端)进行修正(补偿)，计算公式：E(t,t0)=E(t,t0＇)+E(t0＇, t0)式中：E(t,t0)—热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t0=０℃时的热电势值；E(t,t0＇)—热电偶测量温度ｔ，参考端温度为t0＇不等于０℃时的热电势值；E(t0＇,t0)—热电偶测量端温度为t0＇，参考端温度为t0=０℃时的热电势值。

热电偶温度计标度实验报告热电偶是一种用来测量温度的常用仪器，多用于工厂和实验室。

热电偶可用来测量热液体、热气体、表面温度和容器内温度等。

本报告主要讨论热电偶温度计标度实验，包括标准化热电偶的准备工作、热电偶标度的基本原理、热电偶标度实验的执行过程和实验结果的分析。

一、准备工作1.备实验设备：热电偶温度计、温度探头、温度控制终端、样品玻璃杯、可调整加热器和水冷却装置。

2.备实验条件：样品玻璃杯中应装满可用的热水，预热水温由温度控制终端调节，待温度稳定后，热电偶应深入水中测量温度，水温控制范围应在25-150℃之间进行实验。

3.备实验参数：实验中使用专用热电偶，温度探头长度应控制在2-3米，预热水温应在25-150℃之间每隔10℃进行调节，每个温度值测试3次，实验可采用“三点标度”的基本原理。

二、热电偶标度的基本原理“三点标度”是热电偶标度的基本原理。

它工作的基本过程是将热电偶和温度探头连接在一起，将温度探头放置于预热水池中，再给温度控制终端设置三个不同的温度值，让热电偶探测到的温度数值与预设的三个温度值相符，从而实现热电偶的标度。

三、热电偶标度实验的执行过程1.备材料：首先准备好实验所需的各种材料，如温度探头、温度控制终端、样品玻璃杯和可调整加热器等，并将它们连接在一起；2.水温度调节：将热水温度逐渐升高，控制在25-150℃之间，每隔10℃调节一次，直到温度稳定为止；3.定温度：在热水温度稳定的情况下，给热电偶和温度探头设置三个不同的温度值，并调节到探头深入水中测试的温度，观察热电偶探测到的温度值是否与预设的三个温度值相差无几；4.验结果分析：将测试结果记录下来，并通过数据分析得出标度实验的精确值，判断测量结果是否符合标准。

四、实验结果分析实验中，热电偶和温度探头设置的三个温度值应分别与预设的三个温度值进行比较。

经过测试，实验结果表明，热电偶探测的温度值偏差值与预设的值在±2℃范围内，测试结果满足标度实验要求，说明热电偶的标度精度较高。

热电偶温度计的设计探讨吉林建筑大学城建学院土木工程系交通工程12级-1班 1205000123 屈少伟【内容摘要】用温差电偶测温就是把非电学量转化为电学量测量，即把温度转化为温差电动势来测量温度。

将两种不同金属导体的两端分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热，另一端冷却，则两个接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有电流发生（温差效应）。

这种温度计测温范围很大。

本次实验选用铜-康铜两种金属形成闭合回路作为温差电偶装置，设计热电偶温度计。

并通过恒温水浴锅、数字电压表、电热杯等设备为所设计的热电偶温度计定标。

【关键词】温差效应铜-康铜温差电偶温差固定点法定标一、引言传统温度计测量范围相对较小，而热电偶温度计测量范围很大，本实验探究热电偶温度计的实验原理，并尝试制作热电偶温度计。

二、实验目的：（1）了解热电偶温度计的测温原理（2）学会热电偶温度计的设计方法（3）学会数字电压表（或电位差计）的原理和使用方三、实验仪器：铜-康铜温差电偶数字电压表（或电位差计）保温杯电热杯恒温水浴锅(含温度显示）等。

四、实验原理：1、热电效应：两种不同成份的导体（本实验中选用铜-康铜）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。

2、测温原理:热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

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。

【注意问题】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。

实验四 热电偶数字温度计的设计与定标
【实验目的】
1、了解热电偶测温的基本原理和方法。

2、掌握数字温度计的设计和调试技巧。

【实验仪器】
热学综合实验平台、加热井、单端热电偶传感器、热电偶数字温度计设计实验模板。

【实验原理】
1、温差电效应
在物理测量中，经常将非电学量如温度、时间、长度等转换为电学量进行测量，这种方法叫做非电量的电测法。

其优点是不仅使测量方便、迅速，而且可提高测量精密度。

温差电偶是利用温差电效应制作的测温元件，在温度测量与控制中有广泛的应用。

如果用A 、B 两种不同的金属构成一闭合电路，并使两接点处于不同温度，如图4-1所示，则电路中将产生温差电动势，并且有温差电流流过，这种现象称为温差电效应。

图4-1
2、热电偶
两种不同金属串接在一起，其两端可以和仪器相连进行测温（图4-2）的元件称为温差电偶，也叫热电偶。

图
4-2 A 金属：铜 B 金属：康铜
t 0 0t t。

大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院（系） 材料学院 专业 班级 姓 名 学号 实验台号 实验时间 年 月 日，第 周，星期 第 节实验名称 热敏电阻温度计的设计教师评语实验目的与要求：（1） 掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。

（2） 设计和组装一个热敏电阻温度计。

主要仪器设备：稳压电源， 自制电桥盒（如右下图所示）， 直流单臂电桥箱和热敏电阻感温原件等。

实验原理和内容： 热敏电阻温度计的工作原理由于热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质， 我们可以将热敏电阻作为一个感温原件， 以阻值的变化来体现环境温度的变化。

但是阻值的变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差， 因此要将其转化为一个对外部条件变化更加敏感的物理量； 本实验中选择的是电流， 通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电流（电压）的变化。

电桥的结构如右图所示， R1、R2、R3为可调节电阻， Rt 为热敏电阻。

当四个电阻值选择适当时， 可以使电桥达到平衡， 即AB 之间（微安表头）没有电流流过， 微安表指零； 当Rt 发生变化时， 电桥不平衡， AB 间有电流流过， 可以通过微安表读出电流大小， 从而进一步表征温度的变化。

成 绩教师签字当电桥不平衡时， 可以描绘成如右侧的电路图。

根据基尔霍夫定律和R1=R2的条件， 能够求得微安表在非平衡状态下的电流表达式：ttg ttcd g R R R R R R R R R U I ++++-=331322)21(式中， Ucd 为加载在电桥两端的电压， Rg 为微安表头的内阻值。

可以见到， 为使Ig 为相关于Rt 的单值函数， R1、R2、R3和Ucd 必须为定值， 而其定制的大小则决定于以下两个因素： 1） 热敏电阻的电阻-温度特性。

2） 所设计的温度计的测温上限t1和测温下限t2。

步骤与操作方法： 1. 温度计的设计（1） 测出所选择的热敏电阻Rt-t 曲线（或由实验室给出）。

热电偶测温仪设计一、 热电偶测温技术1.1 热电偶特点热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。

它结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传。

该热电偶测温仪的软件用C 语言编写，采用模块化结构设计。

1.2 热电偶工作原理热电偶是利用物理学中的赛贝克效应制成的温敏传感器。

当两种不同的导体A 和B 组成闭合回路时，就构成了一个热电偶。

如图1.1。

图1.1温度T 端为感温部分，成为热端；温度T 0为连接仪表部分，称为冷端。

当热端温度T 和冷端温度T 0不同时，在回路中就产生热电势E AB （T, T 0 ）,这种显现称为热电效应，这个电动势通常称为热电势。

热电式的大小与T 和T 0之差（称为温差）的大小有关。

由热电偶回路热电势的分布理论可知，热电偶的热电势仅仅是热电偶两端温度T 和T 0的函数之差，即：E AB (T, T 0)= E AB （T ）- E AB （T 0） 式（1.1）也就是说，热电偶的热电势等于热端与冷端温度T 和T 0所引起的电势差。

1.3 二次查表和冷端温度补偿实际测温中，冷端所对应的热电势要随冷端温度（环境温度）的变化而变化。

要保证冷端温度恒定是十分困难的，在一定程度上，测量精度取决于冷端温度的影响。

只有当热电偶冷端温度保持不变，热电动势才是被测温度的但只函数。

标准中规定结点的热电动势为0℃时的热电动势。

由式（1.1）可知，如果当T=0时可得：E AB （T 0） = E AB （0）- E AB (0, T 0) 式（1.2）又当T 0=0时可得：E AB （T ） = E AB （T,0）- E AB (0) 式（1.3）把式（1.2）和式（1.3）带入式（1.1）式得：E AB （T ，0）= E AB （T,T 0）+E AB (T 0,0) 式（1.4）在式（1.4）中，E AB （T ，0）是冷端温度为0℃，热端温度为T 时的热电势，此值就是成品热电偶给定的分度表值；E AB （T,T 0）是热端温度为T ，冷端温度为T 0时的热电势，也就是实际测量到的热电势值；E AB (T 0,0)是假定冷端温度为0℃，和实际冷端温度为T 0时得到的热电势，在实测中，用集成测温传感器AD590测量T 0，然后从对应热电偶的分度表中自动查出所对应的热电势E AB (T 0,0)，这是第一次查表求出的值，也就是冷端温度补偿所对应的热电势值。

热电偶温度计的制作与标定实验学时：4实验类型：设计实验要求：选修一、实验目的：（1）了解热电偶的测温原理；（2）掌握设计制作热电偶的温度计一般技能；（3）掌握热电偶温度计的标定方法；（4）学会使用热电偶温度计进行实际测量温度及数据处理。

二、实验内容制作一根热电偶温度计再给以标定，并用该热电偶温度计进行实际测量温度。

三、热电偶温度计工作原理热电偶温度计具有结构简单、测量范围宽，准确度高，热惯性小、输出的电信号便于远传或信号转换等优点，所以目前应用十分广泛．图1—1图1-1热电偶测量温度的基本原理是热电效应（或温差效应），将两种不同材料的导体首尾相连接成闭合回路，如图1-1所以。

如两接点的温度不等，则在回路中就会产生热电动势，这种现象称之为热电效应（这一热电现象早在1821年就由塞贝克发现的，所以这一现象也称塞贝克效应）。

热电偶就是由两种不同的金属材料焊接而成。

使用时通常将一端（参考端）保持在一定的恒定温度(如0℃或100 ℃)，当对另一端（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，而与热电偶的粗细和长短无关。

当测量端的温度改变后，热电势也随之改变，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。

接触电势差的大小和相接处的两种金属的性质及接触处的温度有关，当量两种不同的材料的金属想成闭合回路时，按上述接触电势差的性质可以判定，，若两接触处的温度分别为T 和0T 时，闭合回路的电动势为)/()(/0b a n n Ln T T e k E -= 若0T T 不等于，则E 不等于0，这种电动势称为温差电动势。

在实际中，给出来的温差电动势都用下式表示：.........)()(200+-+-=t t b t t a E 式中，a,b.....是常数，称为温差系数，表示温差为C 01时的电动势，其大小取决于组成热电偶的材料；0t t 和是接触处的摄氏温度，0T 为冷端温度，T 为热端温度在温差不太大的情况下，可近似为：)(0t t a E -=可见，若常数和冷端温度已知，只要侧得温度电动势，就能得到热端温度（热端也称做测温端）三、热电偶温度计制作由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路， 当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。

热电偶温度计实验报告热电偶温度计实验报告引言：热电偶温度计是一种常用的温度测量仪器，通过测量两种不同金属的热电势差来确定被测物体的温度。

本实验旨在通过热电偶温度计测量不同温度下的电动势，并分析其特性和应用。

实验步骤：1. 实验器材准备：热电偶、数字温度计、恒温水槽、电源等。

2. 搭建实验装置：将热电偶的两个端口分别接入数字温度计和电源，将热电偶的探头置于恒温水槽中。

3. 实验操作：将恒温水槽的温度调节至20℃，记录此时数字温度计显示的温度和热电偶的电动势。

随后，逐渐增加恒温水槽的温度，每隔10℃记录一次温度和电动势，直到水槽温度达到100℃。

4. 数据处理：根据实验记录的温度和电动势数据，绘制温度和电动势的关系曲线，并进行分析。

实验结果：根据实验记录的数据，我们可以绘制出温度和电动势的关系曲线。

从曲线上可以观察到以下几个特点：1. 线性关系：在实验范围内，温度和电动势呈现出良好的线性关系。

随着温度的升高，电动势也随之增加。

这是因为热电偶的工作原理是基于两种不同金属的热电效应，温度升高会引起金属离子的热运动增加，从而增加热电势差。

2. 稳定性：在恒温水槽中，热电偶温度计的电动势在达到稳定状态后变化较小。

这说明热电偶温度计具有较好的稳定性和重复性，适用于长时间稳定温度测量。

3. 精度：通过实验数据的分析，我们可以计算出热电偶温度计的精度。

根据实验结果，我们可以得出该热电偶温度计的精度为±0.5℃。

这个精度对于一般实验和工程应用已经足够满足需求。

应用：热电偶温度计由于其较好的线性关系、稳定性和精度，被广泛应用于各个领域的温度测量中。

以下是一些常见的应用场景：1. 工业过程控制：在工业生产中，热电偶温度计被用于监测和控制各种工艺的温度，如炉温、液体流量等。

其高精度和稳定性能保证了生产过程的稳定性和质量。

2. 实验室研究：在科学研究中，热电偶温度计被广泛应用于各种实验室测量中，如化学反应温度、材料热性质等。

用热电偶测温度的实验报告一、热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来，构成一个闭合回路，就构成热电偶。

如图1所示。

温度t端为感温端称为测量端, 温度t0端为连接仪表端称为参比端或冷端,当导体A和B的两个执着点t和t0之间存在温差时,就在回路中产生电动势EAB(t,t0), 因而在回路中形成电流,这种现象称为热电效应".这个电动势称为热电势,热电偶就是利用这一效应来工作的.热电势的大小与t和t0之差的大小有关.当热电偶的两个热电极材料已知时,由热电偶回路热电势的分布理论知热电偶两端的热电势差可以用下式表示： EAB(t,t0)＝EAB(t)－EAB(t0)式中 EAB(t,t0)－热电偶的热电势；EAB(t)－温度为t时工作端的热电势；EAB(t0)－温度为t0时冷端的热电势。

从上式可看出!当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，因此，只要测出EAB(t,t0)和知道EAB(t0)就可得到EAB(t)，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得测量端温度t值。

要真正了解热电偶的应用则不得不提到热电偶回路的几条重要性质：质材料定律：由一种均质材料组成的闭合回路，不论材料长度方向各处温度如何分布，回路中均不产生热电势。

这条规律要求组成热电偶的两种材料必须各自都是均质的，否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热电偶材料不均引入误差。

中间导体定律：在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，只要所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。

这条定律表明在热电偶回路中可拉入测量热电势的仪表，只要仪表处于稳定的环境温度即可。

同时还表明热电偶的接点不仅可经焊接而成，也可以借用均质等温的导体加以连接。

中间温度定律：两种不同材料组成的热电偶回路，其接点温度分别为t和to 时的热电势EAB(t,to)等于热电偶在连接点温度为(t,tn)和(tn,to)时相应的热电势EAB(t,tn)和EAB(tn,to)的代数和，其中tn为中间温度。

热电偶选择与安装
热电偶选择
根据实验需求和测量范围选择合 适的热电偶类型。考虑热电偶的 灵敏度、稳定性、耐腐蚀性等因
素。
热电偶安装
将热电偶安装在待测物体上，确 保热电偶与物体表面紧密接触， 以减小测量误差。同时，注意保 护热电偶免受机械损伤和环境影
响。
接线与调试
按照热电偶的接线图正确连接线 路，检查接线无误后进行调试。 调试过程中应注意观察热电偶的 输出信号是否正常，确保实验数
。
环境因素
环境温度、湿度、气流等因素 会对热电偶的测量结果产生影 响。
测量系统误差
测量仪表的精度、稳定性以及 信号传输过程中的干扰等因素 也可能导致误差。
操作误差
实验人员的操作熟练度、读数 准确性等因素也会对实验结果
产生影响。
结果对比与验证
与标准温度计对比
将热电偶的测量结果与标准温度计的测量结果进行对比，以验证 热电偶的测量准确性。
据的准确性。
03
温度测量实验步骤
搭建实验系统
01
02
03
选择合适的热电偶
根据实验需求，选择适合 测量范围、精度要求的热 电偶，如K型、J型等。
连接测量电路
将热电偶的冷端与测量仪 表的输入端连接，形成测 量回路。
安装热电偶
将热电偶的热端安装在待 测物体上，确保紧密接触 ，减少误差。
初始化设置与参数调整
对未来研究提出建议
深入研究热电偶材料的性能
01
为了进一步提高温度测量的精度和稳定性，建议深入研究热电
偶材料的性能，探索具有更优异性能的新型热电偶材料。
加强温度测量技术的智能化和自动化研究
02
建议加强温度测量技术的智能化和自动化研究，利用人工智能

热电偶温度表测量电路的设计热电偶温度表由配套热电偶、外壳和核心测量电路等组成，其核心电路由三大部分组成：(1)测量放大电路；(2)A/D转换电路；(3)显示电路。

一般用单片机作为信号处理和控制的核心，图10.6.1所示为市场上常见的热电偶测温表。

若对电路稍作改进也可变成温度控制器或兼具温度控制与报警双重功能。

图10.6.1 热电偶温度表1 温度表硬件电路设计1.1 热电偶温度传感器及其冷端补偿方法的选择可根据测量温度高低来选择，尽量选用贱金属型热电偶，以降低成本。

如铁—康铜型热电偶，被测温度范围可达-100～1 100℃，冷端补偿采用补偿电桥法，采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。

不平衡电桥由电阻R1、R2、R3（锰铜丝绕制）、R cu（铜丝绕制）四桥臂和桥路稳压源组成，串联在热电偶回路中。

R cu 与热电偶冷端同处于±0℃,而R1=R2=R3=1Ω，桥路电源电压为4V，由稳压电源供电，R s为限流电阻，其阻值因热电偶不同而不同，电桥通常取在20℃时平衡，这时电桥的四个桥臂电阻R1=R2=R3=R cu，a、b端无输出。

当冷端温度偏离20℃时，例如升高时，R cu增大，而热电偶的热电势却随着冷端温度的升高而减小。

U ab与热电势减小量相等，U ab与热电势迭加后输出电势则保持不变，从而达到了冷端补偿的自动完成。

1.2 测量放大电路及其芯片实际电路中，从热电偶输出的信号最多不过几十毫伏（<30mV），且其中包含工频、静电和磁偶合等共模干扰，对这种电路放大就需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，因此宜采用测量放大电路。

测量放大器又称数据放大器、仪表放大器和桥路放大器，它的输入阻抗高，易于与各种信号源匹配，而它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流小，并且温漂较小。

由于时间温漂小，因而测量放大器的稳定性好。

由三运放组成测量放大器，差动输入端R1和R2分别接到A1和A2的同相端。

热电偶实验指导书食品学院制冷空调工程系二〇〇四年九月热电偶温度计标定及实验数据线性回归一．实验目的：1） 了解热电偶的工作原理、使用和制作。

2） 掌握热电偶温度计的标定方法及电位差计的使用。

3） 学会应用最小二乘法原理，对实验数据进行线性回归的方法。

二．实验原理：热电偶温度计具有计结构简单、测温布点灵活、体积小巧、测温范围大、性能稳定，准确可靠、经济耐用、维护方便等特点，能够快速测量温度场中确定点的温度，输出的电信号能远传、转换和记录，是工业和实验室中使用最广泛的一种测温方法。

如图1-1所示，如果两种不同的导体A ，B 连成一个闭合回路，且其两节点温度t 、t 0不同时，在回路中就会产生电势，这种现象称为热电效应。

热电势（热电效应产生的电势）是由两种金属所含自由电子密度不同引起的，其大小与两节点间温差大小和热电偶材质有关。

通常，我们称t 端为工作端（或热端），t 0端为参考端（或冷端），当t 0恒定时，热电势大小只和t 有关，且存在一定的函数关系，利用上述原理即可以制成热电偶温度计，用热电偶的电势输出确定相应的温度。

在实际使用中往往把t 0置于冰水混合物中（0℃），并在热电偶回路中引入第三种材料C （通常为铜导线）将热电势导出至测量装置，如图1-2所示。

只要第三种材料二接点的温度相同，热电偶产生的电势与不引入第三种材料时相同。

热电偶接点（t 端）通常采用电火花熔接，焊前要消除接合处污物和绝缘漆，焊后结点呈小球状，并把结点置于被测温点。

冷结点一般用锡焊把热电偶和铜导线连接，相互绝缘后置于冰水混合物中。

三．实验方法图1-1 热电偶图1-2 热电势测量由于实际使用的热电偶材料的化学成份不一定符合标准而且不一定均匀，因此不能直接套用分度号对应的分度表，或使用IEC（国际电工委员会）提出的各种热电偶温度电势函数关系式，为此必须对实际使用的热电偶输出电势．．．．标定之后才能作为测温元件。

．．．．和对应温度2）实验设备如图1-3所示。

大物实验热电偶实验报告热电偶是一种常用的工业温度测量仪器，它可以直接将物体的温度测量出来，这种仪器可以用于测量液体、气体以及固体的温度。

有时它也可以用于跟踪温度变化，以及测量连续的过程中的温度变化。

本实验的目的是通过一种叫做热电偶的仪器来测量不同温度的物体，测量出温度数据，然后结合理论知识和实际经验，对温度进行分析处理，并归纳总结温度变化的特征。

实验材料：热电偶包含了热电偶温度探头，热电偶配置设备和温度计。

实验步骤：1.热电偶温度探头连接到热电偶配置设备中，并开启热电偶配置设备，测量温度。

2.温度探头放置在待测物体上，调节热电偶的参数，以使热电偶温度探头能够良好测量温度。

3.取仪表上的温度值，记录实验数据，然后根据实验数据，采用多种方法进行数据的分析处理，如回归分析等，以了解温度变化的特征。

实验结果：本实验中，我们模拟了不同温度的物体，利用热电偶温度探头测量其温度，结果如下所示：表1度数据温度/℃ 20 40 60 80 分号温度/℃ 21.2 41.2 60.9 82.1 100从表1可以看出，物体的温度随温度的增加而增加，且随温度的增加，物体的温度也在增加，这可以证明，热电偶温度探头能够很好地检测物体温度的变化，从而获得温度数据，用以分析温度变化的特征。

实验结论：通过本次实验，我们可以了解到，热电偶是一种很有效的温度测量仪器，可以用于测量液体、气体以及固体的温度，以及跟踪温度变化，以及测量连续的过程中的温度变化，可以准确的获得温度的测量结果，有利于更准确地了解温度变化的特征。

总结：本实验利用热电偶对不同温度的物体进行温度测量，结果表明，热电偶可以准确的测量出物体的温度变化情况，这有助于更精确的了解温度变化的特征，为更好地应用提供依据。