实验温度的电测法.doc

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1、实验温度的电测法3.16.1热电偶定标和测温【实验目的】1．了解非电量的电测法原理．2．学习热电偶定标、测温方法．3．进一步掌握电位差计的使用．图3.16-1t0tAB【实验原理】1．热电偶热电现象及测温原理当两种不同金属互相接触时，在接触面上产生一个接触电位差(铂尔贴电动势)．同一种金属两端处于不同温度时，金属的两端就产生一个电位差(汤姆逊电动势)．而由两种不同的金属或两种不同成分的合金的两端彼此焊接(或熔接)在一起组成闭合回路时，如图3．19-1，若两端点温度分别保持为t和t0，则回路中就有温差电动势，它是铂尔贴电动势和汤姆逊电动势之和．接电

2、位差计+-t0tAB图3.16-2产生温差电动势的装置称为热电偶。温差电动势的大小与组成热电偶的材料有关，也与温度t和t0有关。当材料一定时，温差电动势Ex唯一地决定于两端点的温度差t-t0，其大小近似为：（3.16-1）式中C为温度系数，由组成热电偶的材料决定.用热电偶测量温度时，通常把一端置于被测温场中，称为测量端(热端)；另一端恒定于某一温度，称为参考端(冷端)，如图3．19-2所示。一般将冷端置于冰水混合物(t0=0℃)中。当t0恒定时，热电偶所产生的温差电动势仅随测量端温度变化．只要把已测得的温差电动势与测量端温度的对应关系整理成热电偶

3、定标曲线，测量时便可根据测得的温差电动势来求得被测温度．2．热电偶的定标热电偶的定标就是用实验方法，找出热电偶热端温度与温差电动势的对应关系曲线．根据温度给定方法和测定方法不同，热电偶的定标方法分为纯物质定点定标法和比较定标法等．这里仅介绍比较定标法．将热电偶冷端置于冰水混合物中，热端置于热水中，让其自然冷却，用水银温度计测量其温度，同时用电位差计测出对应温度时的热电偶温差电动势，以一定温度间隔进行多点测量后画出Ex(t)-t定标曲线。【仪器和用具】UJ31型电位差计，TE-1温差电偶装置（铜-康铜热电偶或镍铬-镍铝热电偶），水银温度计，检流计，

4、电热杯（或玻璃烧杯），双层保温杯，直流稳压电源，标准电池等．【实验内容】1.定标（1）按图3.16-3接入标准电池Es、检流计G、工作电源E（5.7～6.4V），热电偶引线接入“未知1”（或“未知2”），旋K0至“×1”，K2至“断”，Rs指示1．0186V(标准电池电动势)，Rn，1、Rn，2、Rn，3指示中间部位，读数盘I、Ⅱ、Ⅲ调至零位，并对检流计G进行零点调节．图3.16-3(第一版图3.19-6)（2）校正工作电流．旋K2至“标准”，先置按钮K1于“粗”位置（按下），然后依次调节Rn，1(粗)、Rn，2(中)、Rn，3(细)，使检流计指

5、针指“零”；再置按钮K1于“细”位置（按下），仍调节Rn，1(粗)、Rn，2(中)、Rn，3(细)，再使检流计指针指“零”，此时电位差计达到补偿状态．（3）将冰块放入冷端部分的保温杯(约杯)中，加少量自来水形成冰水混合物；将自来水倒入热端部分的电热杯或烧杯(约杯)中．（4）测量未知电动势(ⅰ)按下K1的“粗”按钮，旋K2至“未知1”(或“未知2”)，依次调节测量转盘I、Ⅱ、Ⅲ，使检流计指针接近指“零”；再按下K1的“细”按钮，仔细调节测量转盘，使检流计指针指“零”，立刻读出水银温度计的温度，以及测量转盘读数，即得到热端在该温度时的温差电动势．(ⅱ

6、)给热端水加热，水温每上升3～5℃测出相应的温差电动势，共测8个温度点.(ⅲ)让热端水冷却，水温每下降3～5℃时测出与升温时温度对应的各温差电动势.（5）以温度t为横坐标，温差电动势（）为纵坐标，绘出定标曲线，并用图解法求出中的C值．2.测温将热电偶热端悬空置于实验室内空气中，测量温差电动势，从热电偶的定标曲线上查出实验室温度，并与水银温度计测得的结果进行比较。【注意事项】电源极性不可接错．电热杯里无水时不能通电加热。【思考题】1．若在校准工作电流过程中检流计的指针总是偏向一边，试分析有哪些可能的原因?2．实验中怎样判定热电偶两根引线的正、负极性

7、?3．如果在实验中热电偶“冷端”不放在冰水混合物中，而直接处于室温中，对实验结果会有些什么影响?热敏电阻温度计【实验目的】1．了解热敏电阻的温度特性．2．学习非平衡电桥的原理．3．掌握热敏电阻温度计的基本原理及使用方法．【实验原理】1．热敏电阻的温度特性热敏电阻是由金属氧化物半导体材料制成的器件，具有阻值对温度反应灵敏、热响应速度快，体积小且无毒等优点，被广泛应用于测温、控温等领域。热敏电阻与金属材料制成的电阻具有明显不同的温度特性，它们多数具有负的温度特性．在一定温度范围内，热敏电阻的阻值和温度有如下关系：（3.16-2）式中，T为热力学温度(

8、K)，为温度为T时热敏电阻的阻值，a和b是与热敏电阻材料物理性质有关的常量，可从测量得到的RT～T特性曲线求出．为了比较准确地求出a、b