Обоснование метода

Из формулы (4) видно, что зная удельную термо-Э.Д.С термопары, поддерживая при постоянной известной температуре один из спаев дифференциальной термопары и измеряя термоэлектродвижущую силу, можно определить температуру другого спая, а, следовательно, и той среды или того тела с которыми он контактирует по формуле:

(5)

где t₁ -температура спая термопары контактирующего с телом, t₂- известная температура другого спая, ℰ -термо-Э.Д.С.

Для простоты расчетов и процесса термостатирования второй спай термопары удобнее всего помещать в тающий при температуре t=0 ˚С лед или снег и, тогда формула (5) приобретает вид:

(6)

Если удельная термо-Э.Д.С термопары неизвестна, то термопару нужно проградуировать. Градуировка термопары - это установление функциональной зависимости термоэлектродвижущей силы, от разности температур спаев. Зная эту зависимость можно определить удельную термо-Э.Д.С данной термопары. Градуировку термопары можно представить графически.

Обычно процесс градуировки выглядит следующим образом: один спай термопары поддерживается при известной температуре (в идеале, при 0 ˚С). Другой спай помещается в среду или прибор (в идеале в термостат), где можно изменять температуру каким-либо способом. Температура на этом спае регистрируется ГОСТированным термометром. Милливольтметром измеряется термоэлектродвижущая сила, возникающая в термопаре при той или иной разности температур спаев. Результаты измерений заносятся в таблицу. По данным измерений строится график зависимости ε=f(t₁- t₂) при t₂=Const. Используя градуировочные данные и выразив из формулы (4) удельную термо-Э.Д.С термопары можно вычислить её числовое значение, которое необходимо для определения искомой температуры по формулам (5) или (6).

Удобно определять искомую температуру тел непосредственно по градуировочному графику. По данным градуировки возможно шкалу милливольтметра регистрирующего термо-Э.Д.С проградуировать непосредственно в градусах.

О писание установки

Установка для выполнения работы состоит из дифференциальной хромель-копелевой термопары 1 (рис.3), милливольтметра 2, сосуда со встроенным нагревателем 3, сосуда с водой, находящейся при постоянной температуре или тающим льдом (снегом) 4, термометра 5.

Один из спаев термопары помещается в сосуд с водой при постоянной температуре (тающим льдом или снегом) 4, другой спай является измерительным. Измерение термоэлектродвижущей силы производится милливольтметром 2.

Порядок выполнения работы

Градуировка термопары

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений:

Таблица 1

№ п/п	t1, ˚C	t2, ˚C	t1- t2,, ˚C	ℰ,мВ	Δℰ,мВ	Еε, %	С,мВ/К	ΔС,мВ/К
1					-------	-------	-------	------
2
3
4
5
...
ср.	-------	-------	-------	------	------	------

2. Поместите один из спаев термопары в сосуд со встроенным нагревателем, а второй в сосуд с водой при постоянной температуре или с тающим льдом (снегом).

3. Измерьте термометром температуру воды t₁ в сосуде со встроенным нагревателем. Результаты запишите в таблицу 1.

4. Измерьте термометром температуру t₂ в другом сосуде. Результаты запишите в таблицу 1.

5. Измерьте милливольтметром величину термоэлектродвижущей силы. Результаты запишите в таблицу 1.

6. Включите нагреватель и через каждые 5˚С произведите еще десять измерений термоэлектродвижущей силы милливольтметром, записывая результаты измерений в таблицу 1.

Измерение температуры

7. Подготовьте таблицы для записи результатов измерений:

Таблица 2

Определение температуры тел по расчетной формуле

Вид тела	ℰ, мВ	Δℰ, мВ	Сср, мВ/К	ΔСср, мВ/К	t2, ˚C	Δt2, ˚C	tтела, ˚C	Δtтела, ˚C	Еt, %
пальцы
воздух

Таблица 3

Определение температуры тел по графику

Вид тела	ℰ, мВ	Δℰ, мВ	t1- t2, ˚C	Δ(t1-t2), ˚C	tтела, ˚C	Δtтела, ˚C	Еt, %
пальцы
воздух

8. Измерительный спай поместите между пальцами. Второй спай поместите в сосуд с водой при постоянной температуре или тающим льдом (снегом).

9. Проведите измерения термо-Э.Д.С. милливольтметром. Результаты запишите в таблицу 2 и 3

10. Проведите аналогичным образом измерения термо-Э.Д.С., поместив один из спаев в сосуд с водой при постоянной температуре или тающим льдом (снегом), а другой в воздух. Результаты запишите в таблицу 2 и 3