用电位差计对热电偶标定 讲义.doc

用电位差计对热电偶定标一、实验背景: 电位差计是一种高精度和高灵敏度的比较式电磁测量仪器。电位差计利用了补偿原理,其测量精度可以达到 % ,是精密测量中应用最广泛的仪器。它不但可以精确测定电压、电动势、电流和电阻等,还可以用来校准电表和直流电桥等直读式仪表,在非电参量(如温度。压力、位移和速度等)的电测法中也占有重要地位。 1988 年我国物理学名词审定委员会把电位差计审定为电势差计(Potentiometer ),由于我国企业界长期使用电位差计这一名称,故仍沿用这一名称。 1821 年德国物理学家塞贝克发现:当两种不同金属导线组成闭合回路时,若在两接头维持一温差,回路就有电流和电动势产生。这种现象称为温差电现象,又称塞贝克效应。这两种不同导体的组合就称为热电偶。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从 1988 年1月1 日起,热电偶和热电阻全部按 IEC 国际标准生产,并指定 S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。二、实验仪器 UE-XDWC-1 学生式电位差计、电位差计附件(标准电池、待测电动势)、信号放大器、数字万用表、检流计、热电偶、热敏电阻、 pt100 。图1 热电偶外观图图2 学生式电位差计图3 电位差计附件图4 检流计图5 信号放大器图6 热电偶图7 pt100 热端冷端图8 加热器前视图图9 加热器后视图三、预习要点 1、电位差计的工作原理和结构。 2、热电偶测量温度的原理及方法。 3、用电位差计测量温差电动势的方案,画出原理结构图,写出简要的实验步骤。 4、最小二乘法直线拟合原理。四、实验原理热端 P t100 加热器温度设置电源开关加热制冷选择键手动自动选择键 T1/T2 选择键电源接口 P t100 输入 T1 输入 T2 输入 T1/T2 输出 ,总要消耗被测电动势的部分能量,测得的不是电动势,而是端电压,它小于电动势。要想准确地测量电动势, 可以用补偿的办法来解决。补偿法的基本思路是另外产生一个量,与被测量相比较,当新产生的量与被测量相同时,对新产生的量进行测量,而不影响被测量原来的状态。补偿法原理如图 10所示, xE 是待测电动势, AD 是电阻。调节 B 、C ,则 BCU 改变,当检流计 G 指示为零(即回路电流为零)时,则 BC xUE?(1) 此时 xE 与 BCU 大小相等,方向相反,称为电路处于补偿状态。在补偿状态下, 如果测出 BCU 的值,就可知道 xE ,这种测量方法就称为补偿法,其实质是一种比较测量的方法。 ABE xG C D E图 10 补偿法原理 I ES 1R p AB RC R NGS 212E N E x图 11 电位差计 11所示,其电路可以分为三个基本回路: (1 )工作电流调节回路:由开关 S 1 、工作电源 E 、补偿电阻 R 、标准电阻 R N和可调电阻 R p构成, 其作用是提供