热电偶的标定与校验
一、实验目的
1． 掌握热电偶的温度标定与校验方法，初步了解铜――康铜热电偶的特性；掌握热电偶测
温的基本原理； 2． 掌握单支热电偶采用冰浴法的连接线路； 3． 掌握电位差计的使用； 4． 学会制作热电偶丝；
5．能利用误差理论对所得的数据进行处理。
二、实验内容
1． 对单支热电偶进行温度校验（或标定）；
2． 绘制铜-康铜热电偶的热电势――温度特性曲线。
三、实验仪器、设备及材料
1. UJ33d数字式直流电位差计； 2. DHT-2型热学实验仪； 3. 铜-康铜热电偶丝；
4. 0～50℃二级标准水银温度计； 5. 电冰箱； 6. 保温杯； 7. 手锤； 8. 塑料杯； 9. 调压器； 10. 砂纸。
四、实验原理
将A、B两种不同材质的金属丝的两端点焊接成一个闭合回路。当两个接点处于不同温度时
（如图1），在闭合回路中就会产生热电势，这种现象称为热电效应。
图1
图2
为了测量温差电动势，就需要在图1的回路中接入电位差计，但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质。根据中间导体定则，在热电偶回路中接入第三种导体，只要与第三种导体相连接的两端温度相同，接入第三导体后，对热电偶回路中的总电势没有影响。在A、B两种金属之间接入第三种金属C时，若它与A、B的两连接点处于同一温度T0（图2），则该闭合回路的温差电动势与上述只有A、B两种金属组成回路时的数值完全相同。所以，我们把A、B两根不同化学成份的金属丝的一端焊在一起，构成热电偶的热端（工作端）。将另两端各与铜引线（即第三种金属C）焊接，构成两个同温度（T0）的冷端（自由端）。铜引线与电位差计相连，这样就组成一个热电偶温度计。如图3所示。
图 3
当热电偶材料一定时，回路中的总电势EAB(T,T0)成为温度T和温度T0的函数差，即
EAB(T,T0)=f(T)-f(T0)
当热端温度T为测量点的实际温度时，若使冷端的温度T0不变，即f(T0)=C(常数)，则 EAB(T,T0)=f(T)-C
回路中产生的热电势仅是热端温度T的单值函数。
通常将冷端置于冰水混合物中，保持T0 = 0 0C，将热端置于待测温度处，即可以得出热电势－温度特性曲线(E-t特性曲线图)。
五、实验步骤
1．按图4所示连接线路，注意热电偶及各电源的正、负极的正确连接。 2. 打开UJ33d电位差计、热学实验仪DHT-2的电源，预热20分钟左右。 3．熟悉UJ33d数字式直流电位差计各旋钮的功能（见附录1），掌握测量热电势的基本要领。
4．制作0℃冰浴器：用冰水和黄豆大小的冰块混合置于保温杯内，并用二级水银温度计测量是否达到00C；若不是，调整冰水混合比例。
0
5．将热电偶的参考端置于冰水混合物中之中，确保t0 =0C(测温端置于加热器内)。 6. UJ33d电位差计调零：将功能转换开关置于“调零”位置，按动▲键3秒，即可完成调零工作。
7.试测（目的是检查学生是否正确掌握仪表的使用方法）：将电位差计功能转换开关置于“测量”位置，等待几分钟，待电位差计的读数基本稳定后测出室温时热电偶的热电势，并与标准热电偶分度表比较，判断接线是否正确，仪表工作是否正常。
8. 设定恒温炉（或者恒温槽）的温度（标定点或者校验点的温度），然后开启温控仪电源，
给恒温炉（或者恒温槽）加热。达到设定温度，且控温仪指示温度稳定后读取温度值和热电势
00
值（连读3～6次）。每隔10 C左右测一组（t，Ex），直至100C为止。（读数顺序：t1,E1; t2,E2; t3,E3;??tn,En）
图 4
实验原始记录及实验数据计算结果：
室温t______0C EN(t)=________mV t0 =_____0C E(t0,0)= ______mV 序 号 温度t(0C) 电动电位势(mv) 差温度计 t’(mv) 修正电动势(mV) 标准电动势(mV) 绝对误差 相对误差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 六、实验报告要求
1． 实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期； 2． 实验目的和要求；
3． 实验仪器、设备与材料； 4． 实验原理；
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5． 实验步骤；
6． 绘制实验（试验设备可用简易的图形表示）接线图； 7． 实验原始记录；
8． 实验数据处理，并绘制热电偶校验（或标定）曲线； 9． 实验结果分析，判断该热电偶是否合格？
10. 讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。
七、实验注意事项
1. 打开热学实验仪DHT-2电源进行预热时，要注意加热开关处于“关”的位置； 2. 加热过程中，风扇开关处于“关”的状态；
3. 实验完成后，打开风扇开关、关闭加热开关，并使加热器处于通风的状态。
八、思考题
1．校验（或标定）点之间的温度与电势的对应关系可用内插法近似确定，但超过校验（或标定）范围的温度与电势的对应关系能否用内插法近似确定？
2．当测量段温度低于0℃时，电压表的正负极与热电偶如何连接？
附录1：UJ33d数字式直流电位差计使用说明
一、面板说明
1、 面板示意图
2、面板功能说明
1．电源：面板上的开关为仪器的工作电源开关，仪器在交流供电时如长期不工作，则应切断仪器后面的交流电源开关。
2．液晶显示屏：为十进制数字显示机构，小数点位置随量程自动切换，带负极性显示。显示屏右边的两个发光二极管用于指示显示值的单位（mV或℃） 3．mv/℃转换键：自锁键用于显示毫伏值和温度值的切换。
4．测量输出端：如符号所标，红色为“＋”端，黑色为“－”端。 5．功能转换开关：用于调零、测量和输出范围的切换。 6．输出粗调：调节该旋钮能把输出调到近似所需的值。
7．输出细调：由粗调旋钮把输出调到近似所需的值以后，调节该旋钮，把输出微调到所需值。 8．面板的左下角校准插座：用于幅值校准时的短接插孔。
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