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K 型热电偶温度特性实验报告 一、实验目的 了解 型热电偶的特性与应 K 用。 二、实验仪器 加热器、 型热电偶、差动放大器，电压放大器、电压 频率显示表、水银温度计、直流稳压电源 K / （2~20V） 三、实验原理 热电偶传感器的工作原理 热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于 1821 年发现的塞 贝克效应，即两种不同的导体 或半导体 或 组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为 ，另一端温 A B T 度为 T ，则回路中就有电流产生，见图19-1 （a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。 0 图 1 （a） 图 1 （b） 两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。 当回路断开时，在断开处 a，b 之间便有一电动势 E ，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图 19-1 T （b），并规定在冷端，当电流由 A 流向 B 时，称 A 为正极，B 为负极。实验表明，当 E 较小时，热电势 E T T 与温度差 （T-T ）成正比，即 0 （ ） （） E =S T-T 1 T AB 0 SAB 为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材 料的相对特性。 热电偶的基本定律： （1）均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不 能产生热电势。 （2）中间导体定律 用两种金属导体 A，B 组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势 E （T，T ），而这些导体材料和热电偶导体 A，B 的材料往往并不相同。在这种引入了中间导体的情况 AB 0 下，回 路中的温差电势是否发生变化呢？ 热电偶中间导体定律指出：在热电偶回路中，只要中间导体 C 两端温度 相同，那么接入中间导体 C 对热电偶回路总热电势 E （T，T ）没有影响。 AB 0 （3）中间温度定律 如图 所示，热电偶的两个结点温度为 ， 时，热电势为 （ ， ）；两结点温度为 ， 2 T1 T2 EAB T1 T2 T2 T 时，热 电势为 E （T ，T ），那么当两结点温度为 T ，T 时的热电势则为 3 AB 2 3 1 3 E （T ，T ）+ E （T ，T ）=E （T ，T ） （2） AB 1 2 AB 2 3 AB 1 3 式 （2）就是中间温度定律的表达式。譬如：T =100℃，T =40℃，T =0℃，则 1 2 3 EAB （100，40）+EA