一、实验目的和要求
1、 观察了解热电偶的结构。
2、 熟悉热电偶的工作特性。
3、 学会查阅热电偶分度表。
二、实验原理
二种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时,当两个接点温度不同时回路中就会产生电流,这一现象称为热电效应,产生电流的电动势叫做热电势。通常把两种不同金属的这种组合称为热电偶。
三、主要仪器设备
+15V不可调直流稳压电源、差动放大器、电压表、加热器、水银温度计(自备)、主、副电源。
四、操作方法与实验步骤
1、 了解热电偶在实验仪上的位置及符号,实验仪所配的热电偶是有铜-康铜组成的简易热电偶,分度号为T。实验仪有二个热电偶,它封装在双平衡梁的上片梁的上表面(在梁表面中间而根细金属丝焊成的一点,就是热电偶)和下片梁的下表面,二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。
2、 按图4接线,开启主、副电源,调节差动放大器调零旋钮,使电压表显示零,记录下自备温度计的室温(此时的温度为冷端温度)。
图4
3、 将+15V直流电流接入加热器的一端,加热器的另一端接地(加热时间不要超过2分钟)。观察电压表显示值的变化,待显示值稳定不变时记录下电压表显示的读数E。
4、 用自备的温度计测出上梁表面热电偶处的温度t并记录下来。(注意:温度计的测温探头不要触到应变片,只要触及热电偶处附近的梁体即可)。
5、 根据热电偶的热电势与温度之间的关系式:Eab(t,t0)=Eab(t,tn)+Eab(tn,t0)计算热端温度为t,冷端温度为0℃时的热电势,Eab(t,t0),根据计算结果,查分度表得到温度t。
6、 热电偶测得温度值与自备温度计测得温度值相比较。(注意:本实验仪所配的热电偶为简易热电偶,并非标准热电偶,只要了解热电势现象)
实验完毕关闭主、副电源,尤其是加热器+15V电源(自备温度计测出温度后马上拆去+15V电源连接线),其它旋钮置原始位置。
五、实验内容及实验数据记录
热电偶的热电势与温度之间的关系式:Eab(t,t0)=Eab(t,tn)+Eab(tn,t0)
其中:t ------热电偶的热端(工作端或称测温端)温度。
tn------热电偶的冷端(自由端即热电势输出端)温度也就是室温。
t0------0℃
热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。Eab(t,tn)=电压表显示E/(100*2),(100为差动放大器的放大倍数,2为二个热电偶串联)。热端温度为室温,冷端温度为0℃,铜-康铜的热电势:Eab(tn,t0):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜-康铜热电偶分度表,得到室温(温度计测得)时热电势。
通过观察热电偶的现象了解热电偶的工作原理和特性。
1、 电压表切换开关置2V档,差动放大器增益最大。
2、 加热时间不要超过两分钟。
3、 温度计探头不要触在应变片上,只要触及应变片附近的梁体即可。