第 3 次课的教学整体安排
授课时间
第 3 周周 2 第 5、6、7节
课时安排
3
授课题目(教学章、节或主题)： 第三节：热电偶 第四节：热电阻
教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）： 目的：掌握热电偶、热电阻的温度测量方法。
要求：理解热电偶的测温原理，掌握热电效应、热电偶的输出电势、热电偶的三个基本定律。了解热电偶的种类及结构形式。理解热电偶为什么要进行冷端温度补偿，掌握热电偶的补偿方法、热电阻的分类及测量电路，了解热电偶的误差因素及校验。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
热电偶和热电阻是温度测量的常用测温敏感元件，因此热电偶和热电阻是本章的重点也是本门课程的重点。
基本内容：热电偶是温度测量的重点，也是难点。基本内容为：热电效应、温差电势、接触电势、热电偶的输出表达式、热电偶的三个基本定律、热电偶的种类及结构形式。热电偶的冷端温度补偿、热电偶的误差因素及校验、热电阻的分类及测量电路。
重点：热电偶的三个基本定律、热电偶的冷端温度补偿、热电阻的测量电路
难点：当热电偶的冷端温度不为0时，如何根据热电偶分度表计算被测对象的实际温度。
讨论与思考：
1.
2. 热电偶与补偿导线连接，热电偶与铜导线连接都需要两个接点的温度相同吗？为什么？
3．热电偶的冷端温度为什么需要进行冷端温度补偿？ 4．热电阻和热敏电阻的温度电阻特性一致吗？
5．为什么热电阻测量电路中，两线制的测量电路误差较大？
课后作业：
1. 现有分度号为S的热电偶，已知热电偶的输出电势为7.454mv，冷端温度为30℃，问被测的实际温度为多少？ 2. 已知K分度号热电势为：Ek(100,0)=4.095mV, Ek(20,0)=0.798mV,
EK(30,20)=0.405mV。试求Ek(30,0)、Ek(100,20)、Ek(100,30)。
3. 叙述热电偶的三个基本定律，采用热电偶进行温度测量为什么要进行冷端温度补偿？都有哪些补偿方法？
4. 现有分度号为S的热电偶和动圈仪表组成测温系统，已知仪表所处环境温度为25℃，仪表指针指示为852℃，仪表的机械零点为0℃，问被测的实际温度为多少?
5. 热电阻的测量根据引线分有哪几种类型？分别画出其测量原理图并比较其测量特点。
教学过程设计：讲授115分钟，提问与讨论20分钟 授课类型： 理论课 教学方式： 讲授 讨论 教学资源： 多媒体
第三章 温度测量
3-3 热电偶温度计
二、热电偶的基本定律
利用热电偶来检测温度，必须引入变换器和显示器。
（一）热电偶均质导体定律
由同一均质导体（电子密度处处相等）组成的闭合回路中， 不论导体的截面、长度以及温度分布如何，均不产生热电势。
z 由均质定律知：如果热电偶的两电极是由两种均质导体组成，那么热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，与热电极的中间温度分布无关 z 检验热电偶丝的均匀性
（二）中间导体定律
在热电偶回路中接入第三导体，只要与第三种导体 相连接的两端温度相同，接入第三种导体后，对热电 偶回路中的总热电势没有影响。
EAB(T,T0)=EABC(T,T0)
证明： EABC(T,T0)=EAB(T)+EB(T,T0)+EBC(T0)+EC(T0,T0)+ECA(T0)+EA(T0,T)
∵EBC(T0)+ECA(T0)=
∴
kT0NB(T0)kT0NC(T0)kT0NB(T0)
ln+ln=lneNC(T0)eNA(T0)eNA(T0)kTN(T)
=−0lnA0=−EAB(T0)
eNB(T0)
EAB(T,T0)=EABC(T,T0)
（三）热电偶的中间温度定律 热电偶在两接点温度为T、T0时热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN时TN、T0时相应热电势的代数和。
EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)
结论：
（1）已知热电偶在某一冷端温度下进行分度，只要引入适当的修正就可在另一冷端温度下使用。
热电偶分度表中冷端温度为0℃，在实际测量中若热电偶的冷端温度为20℃，则可应用中间温度定律进行计算。
EAB(T,0)=
EAB(T,20)+EAB(20,0)
（2）补偿导线
如果在T0~T0 ’ 范围内，某对廉价导线的热电性能与贵金属热电偶相同，则可以用这对导线代替从T0’ 点到T0点一段的热电偶线，而不影响热电偶的热电势值，同时降低热电偶测量成本。
性能 在一定温度范围和误差范围内与热电偶的热电性能相同 作用 使热电偶冷端远离热源 注意:
第 3 次课的教学整体安排
授课时间
第 3 周周 2 第 5、6、7节
课时安排
3
授课题目(教学章、节或主题)： 第三节：热电偶 第四节：热电阻
教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）： 目的：掌握热电偶、热电阻的温度测量方法。
要求：理解热电偶的测温原理，掌握热电效应、热电偶的输出电势、热电偶的三个基本定律。了解热电偶的种类及结构形式。理解热电偶为什么要进行冷端温度补偿，掌握热电偶的补偿方法、热电阻的分类及测量电路，了解热电偶的误差因素及校验。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
热电偶和热电阻是温度测量的常用测温敏感元件，因此热电偶和热电阻是本章的重点也是本门课程的重点。
基本内容：热电偶是温度测量的重点，也是难点。基本内容为：热电效应、温差电势、接触电势、热电偶的输出表达式、热电偶的三个基本定律、热电偶的种类及结构形式。热电偶的冷端温度补偿、热电偶的误差因素及校验、热电阻的分类及测量电路。
重点：热电偶的三个基本定律、热电偶的冷端温度补偿、热电阻的测量电路
难点：当热电偶的冷端温度不为0时，如何根据热电偶分度表计算被测对象的实际温度。
讨论与思考：
1.
2. 热电偶与补偿导线连接，热电偶与铜导线连接都需要两个接点的温度相同吗？为什么？
3．热电偶的冷端温度为什么需要进行冷端温度补偿？ 4．热电阻和热敏电阻的温度电阻特性一致吗？
5．为什么热电阻测量电路中，两线制的测量电路误差较大？
课后作业：
1. 现有分度号为S的热电偶，已知热电偶的输出电势为7.454mv，冷端温度为30℃，问被测的实际温度为多少？ 2. 已知K分度号热电势为：Ek(100,0)=4.095mV, Ek(20,0)=0.798mV,
EK(30,20)=0.405mV。试求Ek(30,0)、Ek(100,20)、Ek(100,30)。
3. 叙述热电偶的三个基本定律，采用热电偶进行温度测量为什么要进行冷端温度补偿？都有哪些补偿方法？
4. 现有分度号为S的热电偶和动圈仪表组成测温系统，已知仪表所处环境温度为25℃，仪表指针指示为852℃，仪表的机械零点为0℃，问被测的实际温度为多少?
5. 热电阻的测量根据引线分有哪几种类型？分别画出其测量原理图并比较其测量特点。
教学过程设计：讲授115分钟，提问与讨论20分钟 授课类型： 理论课 教学方式： 讲授 讨论 教学资源： 多媒体
第三章 温度测量
3-3 热电偶温度计
二、热电偶的基本定律
利用热电偶来检测温度，必须引入变换器和显示器。
（一）热电偶均质导体定律
由同一均质导体（电子密度处处相等）组成的闭合回路中， 不论导体的截面、长度以及温度分布如何，均不产生热电势。
z 由均质定律知：如果热电偶的两电极是由两种均质导体组成，那么热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，与热电极的中间温度分布无关 z 检验热电偶丝的均匀性
（二）中间导体定律
在热电偶回路中接入第三导体，只要与第三种导体 相连接的两端温度相同，接入第三种导体后，对热电 偶回路中的总热电势没有影响。
EAB(T,T0)=EABC(T,T0)
证明： EABC(T,T0)=EAB(T)+EB(T,T0)+EBC(T0)+EC(T0,T0)+ECA(T0)+EA(T0,T)
∵EBC(T0)+ECA(T0)=
∴
kT0NB(T0)kT0NC(T0)kT0NB(T0)
ln+ln=lneNC(T0)eNA(T0)eNA(T0)kTN(T)
=−0lnA0=−EAB(T0)
eNB(T0)
EAB(T,T0)=EABC(T,T0)
（三）热电偶的中间温度定律 热电偶在两接点温度为T、T0时热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN时TN、T0时相应热电势的代数和。
EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)
结论：
（1）已知热电偶在某一冷端温度下进行分度，只要引入适当的修正就可在另一冷端温度下使用。
热电偶分度表中冷端温度为0℃，在实际测量中若热电偶的冷端温度为20℃，则可应用中间温度定律进行计算。
EAB(T,0)=
EAB(T,20)+EAB(20,0)
（2）补偿导线
如果在T0~T0 ’ 范围内，某对廉价导线的热电性能与贵金属热电偶相同，则可以用这对导线代替从T0’ 点到T0点一段的热电偶线，而不影响热电偶的热电势值，同时降低热电偶测量成本。
性能 在一定温度范围和误差范围内与热电偶的热电性能相同 作用 使热电偶冷端远离热源 注意: