Физика \ Физика

Градуировка Cu-Fe термопары и ее применение для измерения температуры (Лабораторная работа № 5), страница 2

Рис. 2. Схема установки для градуирования термопары: N1, N2– сосуды с водой; mV – милливольтметр на 15 мВ;

термопара мультиметра М890G (- 20…+ 1370 0С)
 
 


Технические параметры градуируемой термопары Cu-Fe:

ℰ0 = 0,0425 мВ/град; пределы измерения температуры – 200…350 0С.

Выполнение работы

Задание 1. Градуирование термопары (ℰt = f (Δt0)и определение средней удельной термо-ЭДС ℰ0

1. Температуры (0C) и (0С) в начале эксперимента одинаковы (вода из-под крана или комнатной температуры). Включите мультиметр («температура») и его показание занесите в табл. 1 с индексом t2.

В столбец с t1 занесите температуры с интервалом на 100 выше до ~ 100 0С.

Таблица 1

Номер опыта

Наименование показателей

t1, 0С

t2, 0С

Δt, 0С

ℰt, мВ

ℰ0, мВ

Δℰ0, мВ

, %

tпл, 0С

1

t2+10

10

2

t2+20

20

3

4

5

6

7

8

Среднее значение

2. Включите нагреватель. Через каждые 100 снимайте показания милливольтметра (ℰt) и заносите их в табл. 1.

3. Рассчитайте удельную термо-ЭДС ℰ0 для Δt = 10, 20, 30,… 0С

ℰ0 = ℰt /Δt.                                                      (3)

4. Методом среднего арифметического найдите абсолютную и относительную погрешности

 Δℰ0 ср/ ℰ0 ср·100,%.                                            (4)

5. Постройте градуировочный график термопары Cu-Fe. Наилучшую кривую проведите между точками так, чтобы возможно большее число точек легло на эту кривую, а остальные распределились примерно равномерно выше и ниже ее (рис. 3).

     ℰt,мВ

Рис. 3. Примерный график зависимости ℰt = f(Δt0)
 

Задание 2. Определение температуры плавления сплава или вещества с помощью градуированной термопары

Для градуирования термопары по более высоким температурам следует взять реперные точки олова () и свинца (). Построить градуированный график для интервала t  0 = 20…330 0 С.

Проградуированной Вами термопарой определите температуры плавления сплава или вещества (канифоль, парафин, гипосульфит,…).

1. Возьмите вещество, опустите на него спай I термопары и в момент плавления вещества (температура в этом случае const) снимите показания милливольтметра, поднимите термопару выше и снимите тигель с веществом с нагревателя.

2. По градуировочному графику определите . Температура плавления вещества будет равна

.                                                  (5)

Этот результат занесите в табл. 1.

Сделайте вывод по результатам измерений.

Контрольные вопросы

1. Каковы причины возникновения контактной разности потенциалов?

2. Назовите условия и причины возникновения термо-ЭДС.

3. Выведите формулу термо-ЭДС.

4. Что называется термопарой? На каком физическом явлении основана работа термопары?

5. Где находит применение термопара?

6. Как можно увеличить термо-ЭДС?

7. В чем заключаются достоинства термогенератора?

8. В чем сущность явлений Пельтье, Томсона?

Библиографический список

1. Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. – М. : Наука, 1979. – Т. 3. – Гл. IX. – С. 205–207, 212– 221. (Контактные и термоэлектрические явления. §60. Работа выхода. §62. Контактная разность потенциалов. §63. Термоэлектрические явления).

2. Грабовский Р. И. Курс физики / Р. И. Грабовский. – М.: Высш. шк., 2002. – Гл. XIII. – С. 280–286. (Постоянный электрический ток. §87. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления).

3. Рогельберг И. Л. Сплавы для термопар / И. Л. Рогельберг, В. М. Бейлин. – М.: Металлургия, 1983. – 360 с.

4. Бычковский Р. В. Контактные датчики температуры / Р. В. Бычковский. – М.: Металлургия, 1978. – 240 с.

Скачать файл