热电偶的制作与应用

初三热学教案：如何制作热电偶测量电偶对温度的应用热电偶是利用两种不同金属之间的热电效应制成的温度传感器，通常由两条不同种类的金属导线组成。

当两条导线的接触端温度不同，就会产生热电势，由此测量温度。

在工业生产、实验室以及日常生活中，热电偶都有广泛的应用。

本文将介绍如何制作热电偶测量电偶对温度的应用。

一、材料准备制作热电偶需要以下材料：1、两条不同金属导线，例如铜和铁、铜和常铝。

2、万用表或数字温度计。

3、电烙铁或电线钳。

4、万能接线板。

二、实验步骤1、量取金属导线：从铜和铁中分别取一条直径约为0.5mm的导线，长度约为30cm。

2、电烙铁烙接：将铜和铁的导线烙接在一起，留出一端，留出的一端可以接入万用表或数字温度计。

3、接线板连接：将留出的一端分别接入万用表或数字温度计和万能接线板。

4、测试热电势：将两个接头的温度分别设为T1和T2，测试热电势。

5、计算温度：根据测得的热电势E和两种金属的热电势系数β计算温度差ΔT，进而计算出两个接头的温度：T1 = T2 + ΔT。

三、注意事项1、制作热电偶时应该保持电路的连通性。

2、在烙接过程中要注意不要让两个金属接触过度，也不能让他们彻底分离，否则会影响测量的精度。

3、在使用数字温度计时，应当按压它的测量键，待显示屏显示温度后松开，避免误操作。

4、在使用热电偶测量高温物体时，应当降低测试电流，但保证其准确性。

四、应用案例热电偶在工业生产、实验室以及日常生活中有广泛的应用，例如：1、工业生产中，特别是冶金和化工领域，用于测量高温熔炼炉中金属和非金属的温度。

2、在实验室中，热电偶常用于测量化学反应的温度变化，例如测量酸碱中和反应中的温度变化。

3、在日常生活中，热电偶被广泛应用于家用电器中，例如多功能电饭煲、微波炉等，以确保食品的安全和经济性。

热电偶是一种广泛应用的温度传感器，准确、可靠、易于制作和使用。

在实践中，应当注意并掌握一定的细节操作技巧，以保证测量精度。

铜－康铜测温热电偶的制作和标定摘要：铜-康铜热电偶以其灵敏度高、稳定可靠、抗震抗摔、互换性好、价格低廉、适用于远距离测温和自动控制等优势，在农业和制冷工程中发挥着重要作用。

通过选择铜－康铜热电偶的制作方法和标定方式，进行多项式回归分析，表明热镀锡焊测头非标准分度的铜－康铜热电偶在－35～100℃范围内的线性及一致性都较好，适于实验室、农业和制冷工程测温应用。

关键词：铜－康铜热电偶；热电动势；温差；多项式回归：线性现代工业和农业测温技术中，热电偶具有灵敏度高、可靠、抗震抗摔、互换性好及适于远距离测量和自动控制等优点，被广泛应用于制冷、化工、食品、轻工、农业科学研究等领域。

热电偶的种类很多，不同材料组成的热电偶其适用条件、测温范围、灵敏度等都有所不同，实际应用时还要考虑测量对象、测头形状、测头大小和引线长度等多方面因素。

铜－康铜热电偶由铜和康铜两种材料配对组成，其质地均匀、热电势大、灵敏度高、成本低廉、容易制作，在-200～400℃范围内其温差电势与温度之间具有良好线性，在制冷工程、农业气候、生态、生理研究和生产等领域得到了广泛的应用。

1铜－康铜热电偶的结构和测温原理铜－康铜热电偶又称铜一铜镍热电偶，分度上属T型热电偶。

是一种在±100℃常用温度范围内最佳的廉价金属热电偶。

它的正极是纯铜(Cu：100％)，负极为铜镍合金(Cu：55％，Ni：45％)，常称之为康铜。

铜－康铜热电偶的感温测头把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表显示和记录所测介质的温度。

铜－康铜热电偶利用“塞贝克(Seebeck)效应”测量温度，即将两种不同材料的导体铜和康铜连接起来，组成一个闭合回路。

当其连接的两端处于不同温度场时，便产生温差，温差产生相应的电动势——热电动势，通过测定该热电势的大小就可以实现温度的测量，这就是所谓的塞贝克效应(图1)。

两种不同成分的均质导体铜和康铜为热电极，在被测介质中，连接的一端为测量端(工作端或测头)，另一端为参考端(恒温端)。

钨铼热电偶简介钨铼热电偶是指以钨铼作为热电偶的热电偶。

钨铼热电偶具有较高的温度测量范围和较高的测量精度，因此被广泛应用于高温、特殊环境和实验室等场合。

原理热电偶是利用热电效应制作的一种温度传感器，钨铼热电偶的原理是利用钨铼和铝或铯的热电对产生电势差，根据热电势差测量热电偶上的温度。

钨铼和铝（或铯）之间的热电对系数称为热电势系数，随着温度的变化而变化。

特点1.温度范围广：钨铼热电偶可用于0℃至2300℃范围内的温度测量，是常见的高温测量传感器之一。

2.测量精度高：钨铼热电偶具有极高的精度，能够测量出非常小的温度变化，对于对温度变化极为敏感的实验有很大帮助。

3.抗腐蚀：钨铼热电偶具有很强的耐腐蚀性，能够在一些极端的，有化学腐蚀的环境中正常使用。

4.耐高温：由于钨铼的高熔点和化学稳定性，钨铼热电偶可以经受高温环境的考验，比铂铑热电偶更加适合高温环境。

应用1.工业生产：钨铼热电偶被广泛应用于钢铁冶炼、电力、航空航天等工业领域，用于高温的测量和控制。

2.实验室研究：钨铼热电偶在实验室中被用于测量非常小的温度变化，比如超导体的温度变化。

3.特殊环境：由于钨铼热电偶的耐高温、抗腐蚀特性，因此在一些特殊环境中被采用，比如温度非常高的发动机排气管测量等。

维护与安装1.清洗：钨铼热电偶的灵敏度很高，需要定期进行清洗，以确保精度和稳定性。

2.校准：应定期校准钨铼热电偶，以确保其准确测量。

3.安装：钨铼热电偶的安装需要注意合适的插入深度和保护套的定位，以确保其准确测量。

总结钨铼热电偶具有广泛的应用和优越的特性，但也需要进行维护和校准，以保证准确测量。

在实际应用中，需要根据不同情况选择合适的热电偶。

pn结热电偶制作流程今天来跟大家唠唠pn结热电偶的制作流程呀。

一、材料准备。

做pn结热电偶呢，材料可得备齐咯。

咱得有合适的半导体材料，这就像是盖房子的砖头一样重要。

像硅啊锗啊这种常见的半导体就挺不错的。

当然啦，纯度还得有一定要求呢，要是纯度不够，就像做菜的食材不新鲜，做出来的东西肯定也不好。

除了半导体材料，还得有一些电极材料，这电极材料就像是桥梁，把pn结和外面的电路连接起来。

比如说金属铝或者金这种导电性好的材料就很合适。

另外呀，一些辅助材料像绝缘材料也是不能少的，不然电路乱套啦。

二、制作pn结。

这可是个关键步骤哦。

我们要通过一些特殊的工艺来形成pn结。

比如说扩散法，就像是给半导体材料做个魔法变身。

把一种杂质原子扩散到另一种半导体材料里面，这样就慢慢形成了p型半导体和n型半导体的交界处，也就是我们的pn结啦。

这个过程可不能马虎，就像烤蛋糕的时候控制火候一样，各种条件都得刚刚好。

温度啊，时间啊，杂质浓度啊，都得严格把控。

要是温度太高了，可能就把半导体材料给搞坏了，温度太低呢，又达不到我们想要的效果。

时间也是，长了短了都不行。

杂质浓度就更不用说了，多一点少一点那pn结的性能可就差远了。

三、电极制作与连接。

有了pn结之后，咱们就得把电极接上啦。

先把准备好的电极材料加工成合适的形状，比如说小小的薄片或者细细的导线。

然后呢，通过一些工艺把电极和pn结连接起来。

这就像是给pn结穿上了鞋子，让它能够在电路里走动。

这个连接过程要保证良好的导电性，要是连接不好，就像鞋带系松了一样，信号传输就会出问题。

而且还得保证连接的稳定性，不然走着走着鞋子掉了，那可就麻烦大咯。

四、封装保护。

咱们的pn结热电偶做好之后，可不能就这么赤裸裸地放在外面呀。

得给它穿上一层保护衣，也就是封装。

可以用一些密封性能好的材料把它包起来，就像给小宝贝裹上小被子一样。

这样可以防止它受到外界环境的影响，像水汽啊，灰尘啊，这些家伙要是跑进pn结热电偶里面，就会捣乱，影响它的性能。

实验三热电偶的制作及校验综合实验一、实验目的1、掌握热电偶原理2、掌握热电偶的材质要求3、掌握热电偶的制作方法4、掌握热电偶的校验方法二、实验内容1、制作铜-康铜热电偶2、校验所制作的热电偶3、熟悉热电偶冷端补偿的几种方法4、绘制热电势E与温度t的曲线三、实验原理与装置1、热电偶测温原理将A、B两种不同材质的金属导体的两端焊接成一个闭合回路，如图1.1所示。

若两个接点处的温度不同，在闭合回路中就会有热电势产生，这种现象称为热电效应。

两点间温差越大则热电势越大，我们在回路内接入毫伏表，它将指示出热电势的数值。

这两种不同材质的金属导体的组合体就称为热电偶，热电偶的热电极有正（＋）、负（－）之分。

当T1＞T2时，热端（T1）和冷端（T2）所产生的等位电势分别为E1和E2，此时回路中的总电势为E= E1- E2当热端温度T1为测量点的实际温度时，为了使T1与总电势E之间具有一定关系，我们令冷端温度T2不便，即E2=C（常数），这样回路中的总电势为E= E1- C回路中产生的电势仅是热端温度T1的函数。

当冷端端温度T2=0℃时，回路中电势所对应的温度即为热端的温度T1。

根据上述原理，我们可以选择到许多反应灵敏准确、使用可靠耐久的金2、热电偶的校验焊接好的热电偶，因材质的差异，焊点质量的差异，每支热电偶产生的热电势也不尽相同，所以，热电偶在使用之前必须进行校验。

校验时。

我们可以为每支热电偶绘出其E-t曲线，以供测温时使用。

四、实验步骤1、热电偶制作实验装置如图1.2所示（1）准备好一台调压器；（2）将两个废旧的1号电池取出碳棒，将碳棒一端磨成锥体，令一端用导线拧紧在碳棒上并接到调压器的输出端；（3）将调压器的输入端接电源，输出调压调到20V左右；（4）将两根碳棒放在工作台上，中间留有间隙，将待焊的热电偶端头放（1）熟悉校验热电偶所用的仪器设备的性能及使用方法；（2）按校验装置1.3安装校验仪表设备。

热电偶的工作端、参考端分别插入恒温器和零点保温瓶中，插入深度一般不小于200mm。

题目：热电偶测温原理及其应用姓名：学号：专业：无机非金属材料工程班级: 无非一班院（系）：材料学院指导教师：一、热电偶简介热电温度记录仪常以热电偶作为测温元件.它广泛用来测量-200 ℃~1300 ℃范围内的温度，特殊情况下，可测至2800 ℃的高温或4K 的低温。

它具有结构简单，价格便宜，准确度高，测温范围广等特点。

由于热电偶将温度转化成电量进行检测，使温度的测量、控制、以及对温度信号的放大变换都很方便，适用于远距离测量和自动控制。

在接触式测温法中，热电温度计的应用最普遍。

二、热电偶测温原理1.定义: 由两种导体组合而成,将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。

2.测温原理: 热电偶的测温原理基于热电效应。

将两种不同材料的导体 A 和 B 串接成一个闭合回路，当两个接点 1 和 2 的温度不同时，如果T ＞T 0，在回路中就会产生热电动势，在回路中产生一定大小的电流，此种现象称为热电效应。

热电动势记为E AB，导体A 、B 称为热电极。

接点1 通常是焊接在一起的，测量时将它置于测温场所感受被测温度，故称为测量端（或工作端，热端）。

接点2 要求温度恒定，称为参考端（或冷端）。

3.热电效应导体A 和B 组成的热电偶闭合电路在两个接点处分别由e AB (T) 与e AB (T0 )两个接触电势，又因为T ＞T0，在导体A 和B 中还各有一个温差电势。

所以闭合回路总热电动势E AB (T,T0 ) 应为接触电动势和温差电势的代数和.4.闭合回路总热电动势对于已选定的热电偶，当参考温度恒定时，总热电动势就变成测量端温度T 的单值函数，即E AB ( T , T 0 )= f ( T ) 。

这就是热电偶测量温度的基本原理。

在实际测温时，必须在热电偶闭合回路中引入连接导线和仪表。

三、有关热电偶测温的基本原则1、均质导体定则:由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积，长度以及温度分布如何均不产生热电动势。

1 热电偶制作与标定（实验序号03030012）所用仪器：1.HY30D 数字电位差计；2.CS501恒温水浴，冰瓶；3.电烙铁，焊锡丝，铜－康铜导线 一、实验目的：1.掌握热电偶的焊制方法与标定方法。

2.熟悉和掌握热电偶的测温原理和测温方法。

绘制热电偶的E ～t 曲线。

二、实验原理：1.热电偶制作分为两种方法：①一种是利用碳棒电弧熔接法。

碳棒接直流电源的正级。

将热电偶丝的铜和康铜导线两端分别磨光对齐绞接在一起，然后接到直流电源负极。

用热电偶接头轻轻打击碳棒即可引弧使热电偶接头熔接在一起而成。

这种方法是利用高温电弧将热偶丝熔化连接在一起的。

这样制作的热电偶适用于高温测量。

②另一种制作方法是焊接法。

将热电偶丝的两根导线的两端分别磨光对绞接在一起，然后用银焊或锡焊连接而成。

这种方法是利用熔化焊料连接而成。

银焊或锡焊的热电偶只适于低温范围（300℃以下）。

AAB A BB绞焊法 平行焊 埋入法2.测温原理：如图一电势E 是两端温度ｔ,ｔ0的函数，ｔ0不变时，)(t f EAt △tB恒温水浴 电位差计 冰瓶图一 图二3.热电偶的标定：如图二将热电偶冷端置于冰瓶中（0℃），热端置于恒温水浴中，水浴温度由标准温度计指示读出，以电位差计测量热电偶两端间电势E 0，改变水浴温度，可测得不同温度下对应的电动势，从而得出E ～t 曲线，热电偶校验系统与热电偶标定系统相同。

三、实验步骤：1.热电偶的制作：①将铜—康铜热偶丝两端分别用砂纸磨光、对齐、拧在一起（不超过3周）。

②按图接线路系统后，接通电源，将调压器调到一定电压（低于36伏）。

③将拧在一起的热电偶一端很快插入锡铂纸内，然后快速取出，会看到有火花出现。

④检验接头，如果呈光亮圆形即为合格，然后再以同样方法焊制另一端。

⑤重复上述步骤，每人做2～3对热电偶，做好后，断开电源。

2.热电偶的标定：①将做好的热电偶分组编号。

②将要标定的一组热电偶的热端置于恒温水浴内，将冷端置于冰瓶内，并将各热电偶按编号分别接在转换接线板上，按图示线路连接好电位差计。

五种热电偶焊接方法在热电偶制作中的应用分享五种热电偶焊接方法，这些方法大家可用于新制热电偶和热电偶维修中对热电偶焊接，特别是通过重新焊接热电偶测量端，使部分使用过的热电偶的热电性能得到有效改善，延长热电偶的使用寿命。

热电偶凭借着测温准确度高、结构简单、易于维护、动态响应速度快、测温范围广、可测量“点”温度、信号为电信号可远传、便于接入自动控制系统等优点，热电偶测温在工业生产和科学研究领域有着广泛的应用。

但是由于受到测量环境、测量温度、测量物质的腐蚀以及绝缘材料和保护管材料的玷污等影响，热电偶在使用一段时间后，其热电特性会发生变化，尤其是在高温、强腐蚀性的环境下以及测量特殊对象温度(如高速物体、高压、高温熔融金属等)时，这种影响就更为严重。

所以热电偶不仅在使用前要进行检定，而且在使用一段时间后也需要进行检定，以确保热电偶测温的准确性，在检定前对热电偶进行焊接、清洗和退火处理可以有效改善热电偶的热电特性，延长热电偶的使用寿命。

热电偶测量端焊接质量直接影响热电偶测温的准确性。

合格的焊接测量端应焊接牢固，呈球形，表面光滑且具有金属光泽，无气孔、杂质、裂纹等缺陷，如果发现测量端有缺陷就须剪去一段进行重新焊接。

为了减小传热误差和动态响应误差，热电偶焊点的尺寸应该尽量小一些，通常为热电偶电极直径的两倍。

焊点的型式有多种，常用的有点焊、对焊、绞状点焊(麻花状)，如图1所示。

热电偶测量端焊接方法很多，下面介绍几种常用的焊接方法。

图1 热电偶测量端焊点的型式1、乙炔焊焊接热电偶焊接前将被焊的热电偶两顶端对齐(见图1a、1b)或者将顶端绞成麻花状(见图1c)，然后稍稍加热后蘸上助焊剂，再用乙炔火焰加热测量端使之熔化成球状。

然后将测量端迅速移离火焰，并放入热水中，熔融状态下的助焊剂外层会立即破裂脱落。

这种方法操作简单，应用十分广泛。

2、电弧焊焊接热电偶电弧焊是利用高温电弧将热电偶测量端熔化成球状，常用的有交流电弧焊和直流电弧焊两种。

热电偶标定实验报告热电偶标定实验报告热电偶的制作与标定试验指导老师：徐之平学生：代国岭学号：***-*****8 专业：工程热物理热电偶标定实验报告热电偶的制作与标定试验一、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矫正方法3．掌握电位差计的原理和使用方法二、实验仪器P*****型数字毫伏表、SY821型转换开关、RTS-00B制冷恒温槽、HTS-300B标准油槽、实验热电偶三、实验原理热电偶标定实验报告两种不同成份的导体A、B（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当A、B两个接合点的温度T、T0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。

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，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两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；（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。

四、实验记录及处理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。

微微加热，立即蘸取少许硼砂，再在热源上加热，使硼砂均匀地覆盖住胶合头，防止偶丝高温焊接时氧化。

交流弧焊法：将隔离变压器输出电压调至30V左右，以碳棒为一极，胶合头为一极，用绝缘良好的夹子夹住，使两极相碰，电弧产生的瞬间高温使胶合头熔焊在一起，形成光滑的焊珠。

实验一热电偶制作、校验及其静态特性测试实验一、实验目的1.掌握热电偶测温原理和温度测量系统组成, 学习热电偶测温技术, 提高学生的实验技能和动手能力；2、了解热电偶的制作原理, 学习热电偶的焊接方法；3.掌握电位差计的工作原理及使用方法；4.了解模拟式显示仪表及数字式显示仪表校验方法,从而能较全面的了解与使用显示仪表；5.掌握工业热电偶比较式校验的实验方法；6.掌握热电偶的静态特性测试方法及数据处理技术。

二、实验内容1.根据热电偶的测温原理, 利用实验室提供的热电偶丝等材料制作热电偶, 每组制作2支；2.对选用的显示仪表和电位差计进行校正；3.采用双极比较法设计热电偶校验系统电路, 并对自己制作的热电偶进行校验；4、测定在校验温度点的热电偶电势, 绘制被校热电偶的静态关系曲线；5、设计单点测温线路、温差测温线路、串联和并联测温线路, 画出你所设计的测温线路, 简述设计的测温线路的特点和用途, 并进行实际的测试。

三、实验原理使用中的热电偶由于长期受高温作用和介质的侵蚀, 其热电特性会发生变化, 为了保证测温的准确和可靠, 热电偶应定期进行检定, 若检定结果其热电势分度表的偏差超过允许的数值时, 则该热电偶应引入修正值使用。

如热电偶已腐蚀变质或已烧断, 则应修理或更换后再行检定。

工业热电偶的检定方法有双极比较法, 同名极法等多种, 本实验采用双极比较法进行检定。

其方法是用高一级的标准热电偶与被检偶的工作端处在同一温度下, 比较它们的热电势值, 然后求出被检偶对分度表的偏差, 然后根据表1判断被检偶是否合格, 这种方法设备简单、操作方便, 一次可检定多支热电偶, 常受人们欢迎。

采用此法检定时, 将被检偶与标准偶捆绑扎在一块, 工作端插入管状电炉中间的热电势值与分度表上对应点数据进行比较, 求出被检热电偶的偏差值, 对于镍铬-镍硅热电偶, 通常在400℃, 600℃, 800℃, 1000℃四个整百分数上进行检定。