热电偶定标教案.doc

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1、大学物理实验课程教案课次授课方式（请打√）理论课□讨论课□实验课√习题课□其他□课时安排3授课题目（教学章、节或主题）：热电偶的定标教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：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.掌握热电偶定标基本方法。教学重点及难点：重点：用固定点法对热电偶进行定标难点：用逐差法求出定标曲线的温差系数教学基本内容方法及手段1．温差电效应如果用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。2．热电偶测量温度的原理和方法两种不同金属

2、串接在一起，其两端可以和仪器相连进行测温的元件称为温差电偶，也叫热电偶。温差电偶的温差电动势与二接头温度之间的关系比较复杂，但是在较小温差范围内可以近似认为温差电动势E与温度差（T-T）成正比，即3.利用固定点法对热电偶进行定标这是利用几种合适的纯物质在一定气压下（一般是标准大气压），将这些纯物质的沸点和熔点温度作为已知温度，测出热电偶在这些温度下的对应的电动势，从而得到热电势，从而得到℃热电势-温度关系曲线，这就是所求的校准曲线。1.提问抽查学生预习情况2.讲解实验主要内容及注意事项3.实物讲解介绍仪器设备及注意事项4.通过辅导或提示帮助学生解决实验中遇到的困难和障碍作业

3、、讨论题、思考题：1.保温杯内的冰水混合物的温度是否处处为0℃？2.热电偶温度计有什么特点？3．用逐差法就出定标曲线的温差系数。课后小结：大学物理实验要求培养同学们的动手能力、主动思考问题、解决问题等方面的各种能力，为了充分发挥他们的能力，在预习实验的基础上，讲解基本基础，让学生自主的进行实验，老师适当的指导。学生的动手能力个有不同，应该因材施教，针对不同的学生，适当加深实验的难度。辅导学生实验过程中，应最大限度地发挥学生自己解决问题的能力，根据不同的情况，可以选择“指出错误”、“提示”、“亲手辅导”三种形式。热电偶定标实验热电偶在现实生活中的应用及其优势：在现代工业自动控

4、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

5、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

6、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的温差电动势与温度的关系。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。ABT0T1闭合电路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（2）的元件称为温差电偶，也叫热电偶。温差电偶的温差电动势与二接头温度之间的关系比较复杂，2热电偶测温但是在较小温差范围内可以近似认为温差电动势与温度差成正比，即(1

7、)式中为热端的温度，为冷端的温度，称为温差系数（或称温差电偶常量），单位为V℃，它表示二接点的温度相差1℃时所产生的电动势，其大小取决于组成温差电偶材料的性质，即(2)式中k为玻耳兹曼常量，为电子电量，和为两种金属单位体积内的自由电子数目。如图3所示，温差电偶与测量仪器有两种连接方式：（a）金属B的两端分别和金属A焊接，测量仪器M插入A线中间；（b）A、B的一端焊接，另一端和测量仪器连接。3温差电偶与测量仪器有两种连接方式在使用温差电偶时，总要将温差电偶接入电势差计或数字电压表，这样除了构成温差电偶的两种金属外，必