实验二 热电偶原理及现象
一、任务与目的
了解热电偶的原理及现象
二、原理（条件）
热电偶原理：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；
实验所需仪器：－15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F／V表、加热器、热电偶、水银温度计（自备）、主副电源；
旋钮初始位置：F／V表切换开关置2V档，差动放大器增益最大（1-100倍）。
三、内容与步骤
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由铜＿康铜组成的简易热电偶，分度号为T。实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二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、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
3、按图1接线、开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使F／V表显示零。记录下自备温度计的室温（24℃）。
图1
将－15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，观察F／V表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下F／V表显示的读数E。
根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab(t,0)=Eab(t,tn)+Eab(tn,0)
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。
0------0℃。
热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。Eab(t,tn)=(f/v显示表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,to):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。
计算方法：热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势，Eab(t,to),根据计算结果，查分度表得到温度t。
4、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。
四、数据处理（现象分析）
实验时实验室的室温是24℃，实验测得的F／V表读数为0.384V，Eab(t,tn)=(0.348)/100*2
=1.74mV，查表得，20℃对应的Eab(tn,0)=0.789mV，则，Eab(t,0)= Eab(t,tn)+Eab(tn,0)=
2.529mV，发查分度表得，t≈60℃。
分度表如下
思考题：
1 为什么差动放器接入热电偶后需再调差放零点？
答：差动放大器的最显著特点就是电路的对称性，接入热电偶，恐怕就破坏了电路的对称性，所以需再调差放零点。
2 即使采用标准热电偶按本实验方法测量温度也了会有很大误差，为什么？
答：热电偶测温时，首先仪器中的差动放大器放大倍数近似100，所以，由差动放大器放大后的热电势并不十分精确，因此查表所得的热端温度也是近似值，而且仪器随时间有所损耗，使得测量值出现误差，然后随着温度的升高，采集系统会引入许多干扰，想要有更加精确的测量，可以增加一些温度补偿的电路。
五、结论
通过此次实验，我小组取得了丰硕的成果，积累了很多宝贵的经验。此次试验不仅让我进一步了解了热电偶的工作特性，理解了热电偶测温系统的相关原理和知识，还让我们对课堂上所学的理论知识得到了升华，这是十分难能可贵的，对今后的学习和工作都是十分有好处的。
六、评语
