ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
"ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ"
Термоэлектрическим термометром называют электрическую схему, предназначенную дня определения температуры и состоящую из чувствительного элемента (термопары), соединительных - проводов н измерительного прибора: милливольтметра или потенциометра.
2.1. Цель работы
В ходе выполнения лабораторной работы студент должен:
изучить термоэлектрический метод измерения температуры;
ознакомиться с конструкцией термопар, особенностями их использования в конкретных случаях;
ознакомиться с экспериментальной установкой градуировки (поверки) термопар;
провести градуировку термопары.
2.2 Физические основы метода измерения
Применение термоэлектрических термометров для измерения температуры основано на зависимости термоэлектродвижущей силы термопары (термо-эдс) от температуры. Термоэлектродвижущая сила возникает в цепи, составленной из двух разнородных проводников кон при неравенстве температур в местах соединения этих проводников (рис. 2.1).
Рис. 2.1 Термоэлектрическая цепь
Современная физика объясняет термоэлектрические явления следующим образом. С одной стороны, у разных металлов при их соприкосновении возникает контактная разность потенциалов. С другой столоны, концентрация свободных электронов в металле зависит от температуры. При наличии разности температур из концах проводника( ) возникает диффузия электронов т.е. термо-эдс. Поэтому в термоэлектрическом контуре (рис.2.1) возникают четыре термо-эдс: две в местах спаев проводников A и B, обусловленные контактное разностью потенциалов, и две термо-эдс не концах проводника А и B, соответственно, обусловленные раз, остью температур концов проводников.
Результирующая термо-эдс контура для удобства определяется как сумме двух термо-эдс в местах контакта (спая) проводников. При этом имеется а виду, что термо-эдс каждого спая уже обусловлена суммой контактном термо-эдс и от разности температур концов проводников. Эти термо-эдс действуют встречно, а знаки их зависят от материалов проводников А и В. Для рис.2.1 результирующая термо-эдс
(2.1)
где
и 
- термо-эдс в местах контактов проводников
цепи.
Если
иметь в виду, что 
, то
(2.2)
Если
принять температуру 
холодного
спая постоянной, то 
.
Тогда результирующая
термо-эдс
цепи будет зависеть только от температуры
горячего
спая,
т.е.
(2.3)
Для измерения термо-эдс в цепь включают измерительный прибор, добавляют в цепь ещё один проводник С (рис.4.2).
Рис.2.2 включение измерительного прибора в цепь
Считаем его температуру постоянной и равной . В такой цепи будет три спая: один горячий с температурой и два холодных с температурой . Результирующая термо-эдс цепи из трех проводников:
(2.4)
Если температура всех трёх слоев будет одинаковой и равной , то в такой цепи сумма всех термо-эдс будет равна нулю, т.е.
(2.5)
или
Подставляя в уравнение (2.4), получаем
(2.6)
т.е. подключение третьего проводника С не вносит искажении, если концы этого проводника находятся при одинаковой температуре.