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热电偶温度计的设计田思祺吉林建筑大学城建学院建工13-10班130111[摘要],利用热电偶来测量温度的温度计，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若在温差电偶的回路中再接入一种或几种不同的金属导线，所接入的导线，对原电动势[关键词]，热电偶，温度计，固定点发，温差，电动势一，引言在做热电偶温度计设计这一实验中时，第一次接触到了热电偶，出于个人的兴趣，有了用热电偶设计温度计的构想，经过自己查阅书籍成功设计出该实验的测量方法。二，实验目的（1）了解热电偶的测量原理（2）学会热电偶温度计的设计方法（3）学会数字电压表三，实验仪器介绍温差电偶装置，恒温水浴锅，数字电压表，电热杯，保温杯。四，实验原理（1）温差电现象如图所示，如果把两种不同材料的导体连成回路，并使两连接点处于不同温度，则回路中就产生电动势。这种现象称为塞贝克效应，这种电动势两连接点的温度及两材料性质有关，所以称为温差电动势，并且依其产生的机理不同，一种称为汤姆孙电动势。金属导线两端如果温度不同，高温端的自由电子好像气体一样向低温端扩散，并在低温端堆积起来，从而在导线内部形成电场。由电子热扩散不平衡建立的电场反过来有阻碍不平衡热扩散的进行，最终达到动态平衡，使导线两端形成稳定的电势差。若把同种材料的金属导线两端连接起来，并把接点置于不同的温度中两短道线形成的闭合回路内将建立起相等而相反的两个电动势，互相抵消。若把两种不同材料的金属导线连接形成闭合回路，两个汤姆孙电势不相等，则会形成电动势，温差越大形成的电动势也越大。另一种称为波尔贴电动势，两种不同材料的金属链接起来，由于接触面两侧金属内自由电子浓度不同电子将从浓度大的一侧向浓度小的一侧扩散，在接触面间接形成电场从而在两种金属间形成电势差。显然两种金属连成回路，并把接点置于相同温度中，两接触面间将建立起相等而相反的电动势，合成电动势为零。只有两接点温度不同，才会形成电势，而且温差愈大形成的电动势也越大。（2）温差电偶把两种不同的金属或不同成分的合金两端彼此焊接成一闭合回路，如图称为温差电偶。E=a+bt，式中，a取决于参考点温度，b称为温差系数，其大小决定了组成电偶材料的性质（3）温差电偶的定标与测温利用温差电偶测量温度时必须进行定标，所谓定标就是设法确定温差电动势的大小与温差的对应关系。五，实验内容（1）将数字电压表进行校准（2）温差电动势测温端放入盛有冰水混合物的保温杯中，测量0摄氏度时的热电动势，热端插入水浴锅，对水加热，待水沸腾用数字电压表测出相应的温差电偶电动势。（3）在水温降低的过程中测量电偶电动势读取温度，要同时完成，并且要求每次温差的测量点取在5摄氏度或10摄氏度等整数倍。（4）在温差电偶线性范围内固定温度t，并测出不同的已知温度t下所对应的电动势，得到温度电动势曲线，再利用曲线确定常数a。六，数据记录七，数据处理及画e-t曲线E温度0102030405060708090电动势03.7822.4232.4232.1601.7921.3880.8160.3340.011十，后记通过这个实验，在热电偶测温性质基础上，对温度计的设计进行了深一步的研究，理解其形成的原理把对热电偶特性的理解应用到对温度计设计的构思上，这个过程让我们不禁对热电偶有了进一步了解，同时也提高了研究并设计实验的能力。十一，参考文献1，张彦纯《大学物理实验》机械工业出版社，2011.12,33页