题目
三、什么叫做热电动势、 接触电动势和温差电动势?说明势电偶测温原理。 分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法( 10分)
三、什么叫做热电动势、 接触电动势和温差电动势?说明势电偶测温原理。 分析热电偶测温
的误差因素,并说明减小误差的方法( 10分)
题目解答
答案
答:①热电动势:两种不同材料的导体(或半导体) A、B串接成一个闭合回路,并使两个
结点处于不同的温度下,那么回路中就会产生热电势。热电势主要由接触电势和温 差电势两部分组成。
2接触电动势:接触电势是由两种不同导体的自由电子,其密度不同而在接触处形成 的热电势。它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关。
3温差电动势:是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势。
4热电偶测温原理:热电偶的测温原理基于物理的“热电效应” 。所谓热电效应,就 是当不同材料的导体组成一个闭合回路时, 若两个结点的温度不同, 那么在回路中将会产生 电动势的现象。 两点间的温差越大, 产生的电动势就越大。 引入适当的测量电路测量电动势 的大小,就可测得温度的大小。
5误差因素:参考端温度受周围环境的影响 措施:补偿导线法
计算修正法
自由端恒温法
自动补偿法
解析
本题主要主要考查热电动势、接触电动势、温差电动势的概念,热电偶测温原理,以及热电偶测温的误差因素和减小误差的方法。解题思路是依据相关的物理知识,对每个概念进行准确阐述,明确热电偶测温的原理,分析影响测量结果的因素并找出对应的解决办法。
- 热电动势:
- 当两种不同材料的导体(或半导体)A、使两个结点处于不同的温度下时,回路中会产生热电势。这是因为不同材料的导体在不同温度下,电子的运动情况不同,从而形成电势差。
- 接触电动势:
- 两种不同导体的自由电子密度不同,在接触处会形成电势差,即接触电势。其大小由两导体的性质和接触点的温度决定,与导体的形状和尺寸无关。这是由于不同导体的电子逸出功不同,在接触处会发生电子的扩散和迁移,从而形成电势差。
- 温差电动势:
- 在同一根导体中,由于两端温度不同,高温端的电子具有较高的能量,会向低温端扩散,从而在导体两端形成电势差,即温差电动势。
- 热电偶测温原理:
- 基于物理的“热电效应”。当不同材料的导体组成一个一个闭合回路时,若两个结点的温度不同,回路中会产生电动势。这是因为不同材料的导体在不同温度下的电子运动情况不同,从而形成电势差。两点间的温差越大,产生的电动势就越大。通过测量电动势的大小,就可以根据事先标定的关系测得温度的大小。
- 误差因素及减小误差的方法:
- **参考端温度受周围环境的影响,会导致测量结果不准确。为了减小这种误差,可以采用以下方法:
- 补偿导线法:用与热电偶具有相似热电特性的导线将热电偶的参考端延伸到温度相对稳定的地方,以减小参考端温度变化对测量结果的影响。
- 计算修正法:通过测量参考端的温度,根据热电偶的热电特性曲线或公式,对测量结果进行修正。
- 自由端恒温法:将参考端置于恒温装置中,使其温度保持恒定,从而消除参考端温度变化对测量结果的影响。
- 自动补偿法:利用电子电路自动补偿参考端温度变化对测量结果的影响,使测量结果更加准确。
- **参考端温度受周围环境的影响,会导致测量结果不准确。为了减小这种误差,可以采用以下方法: