2024年4月12日发(作者：银小蕾)
实验十四 E型热电偶测温实验
一、实验目的：
了解E型热电偶的特性与应用
二、实验仪器：
智能调节仪、PT100、E型热电偶、温度源、温度传感器实验模块
三、实验原理：
热电偶传感器的工作原理
热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝克效应，即
两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不
同，一端温度为T，另一端温度为T
0
，则回路中就有电流产生，见图14-1（a），即回路中
存在电动势，该电动势被称为热电势。
图14-1（a）
图14-1（b）
两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势E
T
，其极性和量值与回路中的热电势
一致，见图14-1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。实
验表明，当E
T
较小时，热电势E
T
与温度差
（
T-T
0
）
成正比，即
E
T
=S
AB
（
T-T
0
）
（1）
S
AB
为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取
决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：
（1）均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分
布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律
用两种金属导体A，B组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测
量温差电势E
AB
（
T
，
T
0
）
，而这些导体材料和热电偶导体A，B的材料往往并不相同。在这
种引入了中间导体的情况下，回路中的温差电势是否发生变化呢？热电偶中间导体定律指
出：在热电偶回路中，只要中间导体C两端温度相同，那么接入中间导体C对热电偶回路
总热电势E
AB
（
T
，
T
0
）
没有影响。
（3）中间温度定律
如图4-2所示，热电偶的两个结点温度为T
1
，
T
2
时，热电势为E
AB
（
T
1
，
T
2
）
；两结点温
度为T
2
，
T
3
时，热电势为E
AB
（
T
2
，
T
3
）
，那么当两结点温度为T
1
，
T
3
时的热电势则为
E
AB
（
T
1
，
T
2
）
+ E
AB
（
T
2
，
T
3
）
=E
AB
（
T
1
，
T
3
）
（2）
式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：T
1
=0℃，T
2
=40℃，T
3
=100℃，则
E
AB
（
0
，
40
）
+E
AB
（
40
，
100
）
=E
AB
（
0
，
100
）
（3）
图14-2
热电偶的分度号：
热电偶的分度号是其分度表的代号（一般用大写字母S、R、B、K、E、J、T、N表示）。
它是在热电偶的参考端为0℃的条件下，以列表的形式表示热电势与测量端温度的关系。
表14-1 E型热电偶分度表（分度号：E，单位：mV）
温度
（℃）
0
10
20
30
40
0
0.000
0.591
1.192
1.801
2.419
1
0.059
0.651
1.252
1.862
2.482
2
0.118
0.711
1.313
1.924
2.544
3
0.176
0.770
1.373
1.985
2.057
热电动势（mV）
4
0.235
0.830
1.434
2.047
2.669
5
0.295
0.890
1.495
2.109
2.732
6
0.354
0.950
1.556
2.171
2.795
7
0.413
1.011
1.617
2.233
2.858
8
0.472
1.071
1.678
2.295
2.921
9
0.532
1.131
1.739
2.357
2.984
2024年4月12日发(作者：银小蕾)
实验十四 E型热电偶测温实验
一、实验目的：
了解E型热电偶的特性与应用
二、实验仪器：
智能调节仪、PT100、E型热电偶、温度源、温度传感器实验模块
三、实验原理：
热电偶传感器的工作原理
热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝克效应，即
两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不
同，一端温度为T，另一端温度为T
0
，则回路中就有电流产生，见图14-1（a），即回路中
存在电动势，该电动势被称为热电势。
图14-1（a）
图14-1（b）
两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势E
T
，其极性和量值与回路中的热电势
一致，见图14-1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。实
验表明，当E
T
较小时，热电势E
T
与温度差
（
T-T
0
）
成正比，即
E
T
=S
AB
（
T-T
0
）
（1）
S
AB
为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取
决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：
（1）均质导体定律
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分
布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律
用两种金属导体A，B组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测
量温差电势E
AB
（
T
，
T
0
）
，而这些导体材料和热电偶导体A，B的材料往往并不相同。在这
种引入了中间导体的情况下，回路中的温差电势是否发生变化呢？热电偶中间导体定律指
出：在热电偶回路中，只要中间导体C两端温度相同，那么接入中间导体C对热电偶回路
总热电势E
AB
（
T
，
T
0
）
没有影响。
（3）中间温度定律
如图4-2所示，热电偶的两个结点温度为T
1
，
T
2
时，热电势为E
AB
（
T
1
，
T
2
）
；两结点温
度为T
2
，
T
3
时，热电势为E
AB
（
T
2
，
T
3
）
，那么当两结点温度为T
1
，
T
3
时的热电势则为
E
AB
（
T
1
，
T
2
）
+ E
AB
（
T
2
，
T
3
）
=E
AB
（
T
1
，
T
3
）
（2）
式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：T
1
=0℃，T
2
=40℃，T
3
=100℃，则
E
AB
（
0
，
40
）
+E
AB
（
40
，
100
）
=E
AB
（
0
，
100
）
（3）
图14-2
热电偶的分度号：
热电偶的分度号是其分度表的代号（一般用大写字母S、R、B、K、E、J、T、N表示）。
它是在热电偶的参考端为0℃的条件下，以列表的形式表示热电势与测量端温度的关系。
表14-1 E型热电偶分度表（分度号：E，单位：mV）
温度
（℃）
0
10
20
30
40
0
0.000
0.591
1.192
1.801
2.419
1
0.059
0.651
1.252
1.862
2.482
2
0.118
0.711
1.313
1.924
2.544
3
0.176
0.770
1.373
1.985
2.057
热电动势（mV）
4
0.235
0.830
1.434
2.047
2.669
5
0.295
0.890
1.495
2.109
2.732
6
0.354
0.950
1.556
2.171
2.795
7
0.413
1.011
1.617
2.233
2.858
8
0.472
1.071
1.678
2.295
2.921
9
0.532
1.131
1.739
2.357
2.984