自动检测第五章复习题

1．用K热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20ｍＶ，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？如果改用E电热偶来测量温时，在相同的条件下。E热电偶测得的热电势为多少？

解：⑴当热电势为20ｍＶ时，此时冷端温度为25℃，即

E(t,t0)=20ｍＶ

查表可得E(t0,0）=E(25，0）=1ｍＶ

因为E(t,0)= E(t,t0)+E(t0,0)=20+1=21ｍＶ℃

由此电势，查表可得t=509℃，即设备温度为509℃.

⑵若改用E热电偶来测温度时，此时冷端温度仍为25℃。查表可得

E(t0，0)=E(25，0)=1.05ｍＶ当509℃，查表可得E(t,0)=E（509，0）=37.7ｍＶ

因为E(t,t0)= E(t,t0)-E(t0,0)=37.7-1.5=36.2ｍＶ即E热电偶测得的热电势为36.2ｍＶ。2．现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表为动圈仪表（即XCZ-101）,此仪表的机械零位为0℃，这时指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对？为什么？正确值是多少？

解：不对。

因为此时冷端度为30℃.而仪表的指示值（400℃）是在仪表的机械零位在0℃时的值。所以，此时仪表指示值不是换热器的实际温度。

查表可得E(400,0)=28.943ｍＶ.此热电势即为E(t,30),即E(t,30)=E(400,0)=28.943ｍＶ因为E(t,t0)=E(t,t0)+E(t0,0)=E(t,30)+E(30,0)=28.943+1.801=30.744ｍv

查表可得：t=422°C.

有上面分析可看出，换热器的实际温度不是简单的仪表指示值与冷端温度之和，而是热电势之和。即仪表指示值所对应的热电势值E(t，30）加上热端为30℃冷端为0℃时的热电势，由此才能得到实际温度下的热电势E(t，0），这样查表即可得到实际温度t的值。

3. 若用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温，连接方式分别如图3-16（a ）、（b ）、（c ）所示。已知炉内温度均匀，最高温度为

1000摄氏度，假设补偿导线C 、D 与

热电偶A 、B 本身在100摄氏度以下

具有相同的热电特性。要求：

（1）试分别计算测量仪表范围（以最大毫伏数表示）；

（2）以上述三种情况下，若由测量仪表得到的信号都是15mV ，分别计算这是炉子的实际问温度。

解(1）计算测量仪表的测量把范围。

(a)此时热电偶冷端温度均匀为0℃，则查表可得 E(1000,0)=9.585mv.两支热电偶串联，测量仪表所测信号最大值为ax E m =2E(1000,0)=2×9.585=19.17mV.根据这个数值可确定仪

表测量范围。由此数据可知两个热电偶串联可测范围将这增大到1800℃以上。

(b ）此时不仅应考虑补偿导线引出来以后的冷端温度（30℃），还应考虑旁边补偿导线与热电偶的接线盒内温度（100℃）对热电势的影响。又因为补偿导线C 、D 与热电偶A 、B 本身在100℃以下的热电特性时相同的，所以，在冷端处引成的热电势为 E(30.0)=0.173mV 在补偿导线C 、D 与热电偶的连接处1、4两点可认为不产生热电势，但在接线盒内2、3两点处形成的热电偶相当于热电偶在100℃时引成的热电势。即 E(100,0）=0.645mV 此电势方向与两支热电偶在热端产生的电势方向是相反的，所以这时总的热电势为

ax E m =2E(1000,0)―E(100,0)―E(30,0)=2×9.585―0.645―0.173=18.352mV

根据这个数值可以确定仪表的测量范围。在这种情况下，如果炉旁边接线盒内的温度变化，会对测量产生较大影响，造成较大的测量误差。

（c ）此时两支热电偶的两端都用补偿导线引至远离炉子处，冷端温度为30℃，故总的电热

式势为ax E m =2E(1000,0)―2E(30,0)=2×9.858―2×0.173=18.824mV

由此可知，在同样都是用两支热电偶串联来测量炉温时，由于接线不同，产生的热电势也不同，在选择测量仪表时，应考虑这种情况。

（2）在(a)情况时,由于2E(t,0)=15mV ，则E(t,0)=7.5mV 。由此查表可得实际温度t=184℃

在(b ）情况时，由于2E(t,0)=15+E(30,0)+2E(100,0)=15+0.173+0.645=15.818mV 则

查表可得实际温度t=851℃。

在(c ）情况时，由于2E(t,0)=15+2E(30,0)=15+2×0.173=15.346mV 则

E(t ,0)=7.673mV

查表可得实际温度t=830℃。

从上面分析可看出，虽然采用了补偿导线，但并不能完全克服冷端温度变化对测量的影响。补偿导线只是将冷端由温度变化较剧烈的地方移至温度变化较小的地方。若这时冷端的温度仍不为0℃，那么还必须考虑如何进行冷端温度的补偿问题。

4.测温系统如图3-17所示，请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶的分度号为K ，但错用与E 配套的显示仪表,当仪表指示为160℃时,请计算

实际温度x t 为多少度(室温为25℃)

解: 这是工业上用的热电偶温度计。查看分度号E ，可得

160℃时的电势为10501μV ，这电势实际上由K 热电偶产生的，即 E(x t ,25)=10501μV.

查看分度号K ，可得E(25,0)=1000μV ，由此可见，E(x t ,0)=E(x t ,25）+E(25,0）

=10501+1000=11501μV 。由这个数值查看分度号K ，可得实际温度x t ≈283℃。

5.已知热电偶的分度号为K ，工作时的冷端温度为30℃，测得的热电势为38.5mV ，求工作端