检测报告——精选推荐

检测报告
实验报告
题⽬：K型热电偶温度控制实验?铂热电阻温度控制实验?
课程：检测转换技术
专业：10级农业电⽓化与⾃动化
班级：⼀班
姓名：刘亮赵爱萍
学号：1008094114 1008094109
指导⽼师：周海波
⼀、K型热电偶传感器测量电路简介?⼆、实验⽬的
三、设计所⽤仪器及器件
四、实验原理及转换电路
五．实验步骤及调试
六．接线图
七．使⽤现状
K型热电偶传感器测量电路简介
K型热电偶的电极材料是镍铬—镍硅，其精度等级为0.75级时，温度为0~1200℃，其测量温度误差为±0.75%。

采⽤恰当的
线性化处理后，可将精度提⾼到
±0.1%~±0.2%。

具有零点补偿功能。

K型热电偶分度表
温度单位：℃电压单位：（mV)参考温度点：0℃(冰点)
K型热电偶概述
K型热电偶作为⼀种温度传感器，K型热电偶通常和显⽰仪表，
记录仪表和电⼦调节器配套使⽤。

K型热电偶可以直接测量各种⽣产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和⽓体介质以及固体的表⾯温度。

K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要
部件组成。

镍铬-偶(K型热电偶)是⽬前⽤量最⼤的廉⾦属热电偶，其⽤
量为其他热电偶的总和。

K型热电偶丝直径⼀般为1.2~4.0mm。

正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=92：12，负极（KN）
的名义化学成分为：Ni：Si=99：3，其使⽤温度为-200~1300℃。

K型热电偶具有线性度好，热电动势较⼤，灵敏度⾼，稳定
性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能⽤于氧化性惰性⽓氛中。

⼴泛为⽤户所采⽤。

K型热电偶不能直接在⾼温下⽤于硫，还原性或还原，氧
化交替的⽓氛中和真空中，也不推荐⽤于弱氧化⽓氛。

热电偶测温原理
定义: 由两种导体组合⽽成,将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。

测温原理: 热电偶的测温原理基于热电效应。

将两种不同材料的导体A 和B 串接成⼀个闭合回路，当两个接点1 和2 的温度不同时，如果T ＞T 0 （如上图12-1热电效应），在回路中就会产⽣热电动势，在回路中产⽣⼀定⼤⼩的电流，此种现象称为热电效应。

热电动势记为EAB ，导体A 、B 称为热电极。

接点1 通常是焊接在⼀起的，测量时将它置于测温场所感受被测温度，故称为测量端（或⼯作端，热端）。

接点2 要求温度恒定，称为参考端（或冷端）。

K型热电偶特点
检出(测)元件热电偶是⼯业上最常⽤的温度检测元件之⼀。

必须
配⼆次仪表，其优点是：
①测量精度⾼。

因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质
的影响。

②测量范围⼴。

常⽤的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某
些特殊热电偶最低可测到-269℃（如⾦铁镍铬），最⾼可达
+2800℃（如钨-铼）。

③构造简单，使⽤⽅便。

热电偶通常是由两种不同的⾦属丝组
成，⽽且不受⼤⼩和开头的限制，外有保护套管，⽤起来⾮常⽅便。

根据温度测量范围及精度，选⽤相应分度号的热电偶、使⽤温
度在1300~1800℃，要求精度⼜⽐较⾼时，⼀般选⽤B型热电偶；
要求精度不⾼，⽓氛⼜允许可⽤钨铼热电偶，⾼于1800℃⼀般选⽤钨铼热电偶；使⽤温度在1000~1300℃要求精度⼜⽐较⾼可⽤S 型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下⼀般⽤K型热电偶和N型热电偶，低于400℃⼀般⽤E型热电偶；250℃下以及负温测量⼀般⽤T型电偶，在低温时T型热电偶稳定⽽且精度⾼。

K型E型热电偶实物图
⼆、实验⽬的：
了解K型热电偶的特性与应⽤
三、设计所⽤仪器及器件
1．直流稳压电源
2．加热室
3．万⽤表
4．K型热电偶（温度控制⽤）
5．K型热电偶（测量⽤）
6．温度控制单位
7．热电偶热电阻传感器转换电路?8．数字电压表
四、实验原理及转换电路
当两种不同的⾦属组成回路，如两个接点处的温度不同，在回路之中就会产⽣热电势，这就是热电效应。

温度⾼的接点称为⼯作端⾄于被测温度场，温度低的接点称为冷端（或⾃由端），冷端的温度为恒温，⼀般为问世或补偿后的0℃或25℃。

热电偶实验原理图如图，K型热电偶接⾄差动放⼤器的输⼊端，经放⼤后输出电压有数字电压表显⽰。

左边：数据放⼤器
（《检测技术》P194实际测试过程中，由于⼯作环境的影响或型
号传输距离的增⼤，传感器送来的被测信号往往伴随较⼤⼲扰，尤以共模⼲扰为甚，⼀般放⼤电路难以实现对严重污染了的被测信号进⾏⾼精度放⼤，需采⽤数据放⼤器，数据放⼤器是⼀种组合式的放⼤电路，具有很⾼的输⼊阻抗，较低的失调电压，很⼩的温度漂移和较⾼的增益，更重要的是这种电路具有强⼤的抑制共模⼲扰能⼒，在热电偶温度计，应变测量桥，流量计和⽣物医学测量等许多技术领域得⼴泛应⽤。

全电路由3个放⼤器和7个电阻组成，放⼤器电阻的选择是对称的
A1，A2同相放⼤器接法，两放⼤器增益为
A1=1+2R2/R1 A2=1+2R2/R1
A1，A2输出信号Uo1，Uo2对A3是差模输⼊信号，A3差模放⼤增
益为R4/R3，两级电路最终的增益：A=(1+2R1/R2)*(R4/R3)。

）右边：基本放⼤电路
热电偶热电阻转换电路实物图
传感器内部芯⽚图：
简介：
晶闸管LM317T
LM117/LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。

LM117/LM317 的输出电压范围是1.2V⾄37V，负载电流最⼤为1.5A。

它的使⽤⾮常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。

此外它的线性调整率和负载调整率也⽐标准的固定稳压器好。

LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。

通常LM117/LM317 不需要外接电容，除⾮输⼊滤波电容到
LM117/LM317 输⼊端的连线超过6 英⼨（约15 厘⽶）。

使⽤输出电容能改变瞬态响应。

调整端使⽤滤波电容能得到⽐标准三端稳压器⾼的多的纹波抑制⽐。

LM117/LM317能够有许多特殊的⽤法。

⽐如把调整端悬浮到⼀个较⾼的电压上，可以⽤来调节⾼达数百伏的电压，只要输⼊输出压差不超过LM117/LM317的极限就⾏。

当然还要避免输出端短路。

还可以把调整端接到⼀个可编程电压上，实现可编程的电源输出。

特性简介
可调整输出电压低到1.2V。

保证1.5A 输出电流。

典型线性调整率0.01%。

典
型负载调整率0.1%。

80dB 纹波抑制⽐。

输出短路保护。

过流、过热保护。

调整管安全⼯作区保护。

标准三端晶体管封装。

LM317⼯作原理：LM317的输⼊最同电压为30多伏，输出电压1.5----32V...电流
1.5A...不过在⽤的时候要注意功耗问题...注意散热问题。

LM317有三个引脚.⼀个输
⼊⼀个输出⼀个电压调节。

输⼊引脚输⼊正电压,输出引脚接负载, 电压调节引脚⼀个引脚接电阻(200左右)在输出引脚,另⼀个接可调电阻(⼏K)接于地.输⼊和输出引脚对地要接滤波电容.
放⼤器OP07CP
OP07是⼀种⾼精度单⽚运算放⼤器，具有很低的输⼊失调电压和漂移。

OP07的优
良特性使它特别适合作前级放⼤器，放⼤微弱信号。

使⽤OP07⼀般不⽤考虑调零和频率问题就能满⾜要求。

五．实验步骤及调试
1.将温度控制⽤的热电偶插⼊加热室的⼀个传感器安置孔中，热电偶⾃由
端引线插⼊试验台⾯板中的标准⾄输⼊端，红线为正极。

2.将加热源AC16V输出的两根电源线与加热室⾯板上的输⼊相连。

3.将转换电路板E，G两端短接并接地，接通电源，调节RP3使OUT2为零
然后断开E,G间的短接线。

4.按照27--1接线，测量⽤的K型热电偶放⼊加热室的另⼀插孔中，，两根
引出线接⾄电路板上E，G两端，注意引出线红⾊端为正极，接⾄E端，⿊⾊线接⾄G端。

5.设定温度控制仪的给定值为50℃，接通加热开关，等待温度稳定时，调
节Rw2，使数字电压指⽰值为K型热电偶50℃下分度值的100倍，以便读数（K型热电偶50℃时分度值为2.022mV），重新设定温度给定值为52℃，等待温度稳定时记录下数字电压表读数，重复进⾏以上步骤，温度给定值每次增加10℃，结果填表调零基准线为（13.83mV）
t（℃）60 70 80
Uo2（mV）13.8413.8413.85
六．接线图
调零实物图（将转换电路板E，G两端短
接并接地，接通电源，调节RP3使OUT2为
零然后断开E,G间的
短接线。

）
整体实验连接图
七．使⽤现状
新型热电偶的研究与应⽤
抗氧化钨株热电偶难融⾦属热电偶中钨钵热电偶是最成功的, 也是可测到1800℃以上⼯业
热电偶中最好的热电偶。

在宇航与核⼯业等⾼技术领域应⽤⼴泛。

这种热电偶的特点是电极丝的熔点⾼、强度⼤，极易氧化热电势⼤, 灵敏度⾼; 价格便宜,钨镍热电极丝价格仅为S型热电偶的1/6 ,B 型热电偶的1/8 。

⼀种设想是在钨徕热电偶保护管内制造出⾮氧化性⽓氛, 使其在⾮氧化性⽓氛中⼯作, 国
内外均取得突破性进展, 在冶⾦、化⼯等⾏业应⽤已取得满意效果。

东北⼤学已研制的实体性抗氧化钨徕热电偶已获得国家专利。

既可⽤于氧化、还原⽓氛, ⼜可以在两者交替的⽓氛中使⽤。

⾃19 92 年起, 沈阳冶炼⼚⽤它替铂锗系贵⾦属热电偶。

结果表明:其使⽤寿命是铂锗系热电偶的1⼀2 倍, ⽽价格不⾜铂锗热电偶的⼀半, 具有显著
的经济效益和社会效益。

当前, 铂铭热电偶价格昂贵, 推⼴抗氧化钨徕热电偶符合国情, 势在必⾏。

复合管型恺装热电偶(见图l)美国H os ki n S公司开发出⼀种复合管型恺装热电偶23 00 型,
可长时间在12 60 ℃条件下使⽤。

它的特点是:采⽤特种镍基耐热合⾦作恺装热电偶套管材料;
采⽤⾼精度N 型或K 型热电偶丝及⾼纯度M go , 以特殊的⼯艺制成复合管型恺装热电偶, ⾼温下热稳定性⾼;⽣产⼯艺独特, 可⽣产超常规的长热电偶(L=50 m ),其直径为⼩1.0 ⼀⼩6. 4 m m ;
耐⾼温, 抗氧化, 使⽤寿命长。

⾦/铂热电偶早在IT S⼀90 温标实施前, 加拿⼤⼈E. H M d ar en
和E.G M ur dock 就开始了对⾦/ 铂热电偶进⾏研究,通过⼤量的实验⼯作发现, 使⽤纯铂和纯⾦
构成的热电偶具有良好的复现性。

I T S ⼀90 温标实施后, ⼈们对⾼温铂电阻HT PRT使⽤到银凝固点(9 61.78 ℃) 的稳定性产⽣了质疑, 这时, 很多⼈寻求⼀种更好的测温元件, ⾦/ 铂热电偶成为众多国家研究的对象。

美国M sT、英国N P L 、韩国K Rl s 等研究机构都进⾏了研究, 其中美国M sT 的G.w.Bu m s
等⼈在他们的题⽬为《⾦/ 铂热电偶:研究数据及ITS ⼀90 温标下的参考函数》中指出⼀“在0 ℃⼀10 0 ℃温区内, ⾦/ 铂热电偶在两年的实验中在% 1℃⼀9 65 ℃累计10 00h 的条件下,在银凝固点(961.78 ℃) 的定性不超过⽉6 m K , 其在铝凝固点上进⾏的均匀性的研究表明它的不均匀性为Zm K (浸⼈深度变化7. 4c m) 。

这些数据表明在银凝固点(9 61.78 ℃)的稳定性⽐⾼温铂电阻温度计HTP R T 更好”。

⽬前国际上已经有了得到⼤家认可的⾦/ 铂热电偶的分度表, ⾦了铂热电偶已经进⼊了
应⽤阶段。

我国已经开展了此项研究。

热电偶是当前应⽤最⼴泛的测温元件, 各国研究⼈员对提⾼灵敏度、保证稳定性⽅⾯作了⼤量的研究。

⼀些新材料、新配件正⼴泛积极的应⽤到实际测量过程中。

相信在21 世纪, 热电偶将会在⼯业测量中发挥更巨⼤的作⽤。