现代检测技术 实验四__K热电偶测温性能实验

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测试技术K型热电偶温度控制实验

测试技术K型热电偶温度控制实验

K型热电偶测温实验

一、实验目的:

了解K型热电偶的特性与应用

二、实验仪器:

智能调节仪、PT100、K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T0,则回路中就有电流产生,见图33-1(a),即回路中存在电动势,该电动势被称为热电势。

图33-1(a)图33-1(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33-1(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-T0)成正比,即

E T=S AB(T-T0)(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,T0),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,T0)没有影响。

K型热电偶的温度控制实验

K型热电偶的温度控制实验

K型热电偶的温度控制实验

一、实验目的

了解K型热电偶的特性与应用。

二、实验所用单元

加热源、K型热电偶(温度控制用)、K型热电偶(测量用)、温度控制单位、温度传感器实验板、数字电压表、万用表(自备)

三、实验原理及电路

当两种不同的金属组成回路,如二个接点处的温度不同,在回路中就会产生热电势,这就是热电效应。温度高的接点称为工作端,置于被测温度场,温度低的接点称为冷端(或自由端),冷端的温度为恒温,一般为室温或补偿后的0℃或25℃。

热电偶实验原理图如图24-1所示。K型热电偶接至差动放大器的输入端,经放大后输出电压由数字电压表显示。

图24-1 K型热电偶温度控制实验原理图

四、实验步骤

1、仔细阅读附录中的“温度控制仪表操作说明”,学会基本参数设定。

2、将温度控制用的热电偶插入加热源的一个传感器安置孔中,热电偶自由端引线插入面板中的热电偶插孔中,红线为正极。

3、将加热源的两根电源线与面板上的AC16V电源插孔相连。

4、将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之间的短接线。

5、按照图24-1进行接线,测量用的K型热电偶放入加热源的另一个插孔中,两根引出线接至电路板上E、G两端,注意引出线带红色套管或红色斜线的为正极,接至E端。

6、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使数字电压表指示值为K型热电偶50℃下分度值的100倍,以便读数(K 型热电偶50℃时的分度值为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2℃,将实验结果记入下表中。

k型热电偶实验报告

k型热电偶实验报告

k型热电偶实验报告

K型热电偶实验报告

摘要:本实验通过使用K型热电偶测量不同温度下的电压值,验证了热电偶的

工作原理和温度测量的准确性。实验结果表明,K型热电偶可以准确地测量不

同温度下的电压值,为工业生产和科研实验提供了可靠的温度测量手段。

引言:热电偶是一种常用的温度测量仪器,其工作原理是利用不同金属之间的

热电效应来测量温度。K型热电偶是其中一种常用的热电偶类型,具有较广的

测量范围和较高的测量精度。本实验旨在通过测量K型热电偶在不同温度下的

电压值,验证其温度测量的准确性。

实验方法:首先,我们准备了K型热电偶和数字温度计,并将K型热电偶的两

端连接到数字温度计上。然后,我们将K型热电偶依次放入不同温度的水中,

记录下每个温度下的电压值。最后,我们将实验数据整理并进行分析。

实验结果:经过实验测量和数据分析,我们得到了不同温度下K型热电偶的电

压值。实验结果表明,K型热电偶可以准确地测量不同温度下的电压值,并且

具有较高的测量精度。这为工业生产和科研实验提供了可靠的温度测量手段。

讨论:本实验结果验证了K型热电偶的工作原理和温度测量的准确性。在实际

应用中,K型热电偶可以广泛用于各种温度测量场合,如化工生产、电力设备、实验室科研等领域。同时,我们也发现在实验过程中,K型热电偶的测量精度

受到外界环境和测量装置的影响,需要在实际应用中加以注意和调整。

结论:通过本实验,我们验证了K型热电偶在不同温度下的电压测量值,证明

了其具有较高的温度测量精度和可靠性。K型热电偶在工业生产和科研实验中

具有重要的应用价值,可以为温度测量提供可靠的技术支持。同时,我们也认

k热电偶测温性能实验

k热电偶测温性能实验

k热电偶测温性能实验

本次实验主要研究k型热电偶的测温性能,掌握k热电偶的使用特点,能够正确选择适合的电器表和扩展电缆,并了解测温的误差以及误差的来源。

实验步骤:

1. 实验前准备

(1)检查电器表的选择是否正确,电器表应该能够对应所选热敏电偶的类型和量程;

(2)检查扩展电缆材质是否符合要求,扩展电缆应该与热敏电偶的材料相同;

(3)将测温处的工作环境调整为必要条件。

(1)逐渐升温较长时间,使热电偶到达温度平衡,此时记录热电偶的温度值和电压值;

(2)采用逐渐升温法和逐渐降温法,测量热电偶的输出电压值和温度值;

(3)简单计算测量误差,并进行误差分析。

实验结果分析:

从实验结果可以看出,k热电偶的输出电压与温度之间呈现出线性关系,并且误差随着温度升高而增大。

误差分析:

k热电偶的误差有两种来源,一种为测量电路的误差,另一种是扩展电缆的误差。测量电路的误差较小,但在扩展电缆过长或温度过高的情况下,误差会变得很大。

结论:

k型热电偶实验报告

k型热电偶实验报告

k型热电偶实验报告

K型热电偶实验报告

引言:

热电偶是一种常用的温度测量仪器,其原理是基于热电效应。本次实验旨在通过对K型热电偶的实际应用,验证其测温准确性和可靠性。

一、实验原理

热电偶是由两种不同金属导线组成的热电偶材料,两端焊接在一起形成一个闭合回路。当热电偶的两个焊点温度不同时,由于两种金属的导电性差异,会产生热电势差。根据热电效应原理,热电势差与温度之间存在一定的线性关系。根据国际标准,K型热电偶适用于测量高温范围内的温度。

二、实验仪器与设备

1. K型热电偶:由铬铝合金和镍铝合金组成。

2. 数字温度计:用于测量热电偶的热电势差。

3. 热电偶连接线:用于将热电偶与数字温度计连接。

三、实验步骤

1. 将热电偶的两个焊点分别与数字温度计的两个接口连接。

2. 将热电偶的焊点1放入常温水中,焊点2放入加热水中,确保焊点2温度高于焊点1。

3. 打开数字温度计,记录热电偶的热电势差。

4. 将焊点2的温度逐渐提高,每隔一段时间记录一次热电势差。

5. 当焊点2温度达到一定值后,逆向改变焊点1和焊点2的位置,重复步骤3和4。

6. 根据记录的热电势差和温度数据,绘制热电势差-温度曲线。

四、实验结果与分析

通过实验测量得到的热电势差-温度曲线如下图所示:

【插入曲线图】

从曲线可以看出,热电势差与温度之间存在线性关系。当温度升高时,热电势差也随之增加。这符合热电效应的基本原理。

根据实验数据,我们可以计算出热电偶的灵敏度。灵敏度是指单位温度变化引起的热电势差的变化量。通过计算实验数据中两个焊点温度的差值与对应的热电势差的比值,可以得到热电偶的灵敏度。

K 型热电偶测温实验

K 型热电偶测温实验

实验报告( )

实验名称K 型热电偶测温实验专业

姓名学号同组人实验日期指导教师图29-1(a)图29-1(b)

图29-2

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。

实验步骤及数据整理

一、实验步骤

1.将温度控制在500C,在另一个温度传感器插孔中插入K 型热电偶温

度传感器。

2.将±15V 直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。

3.将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui 短接,调节Rw3到最大位置,再调节电位器Rw4 使直流电压表显示为零。

4.拿掉短路线,按图29-3 接线,并将K 型热电偶的两根引线,热端(红色)接a,冷端(绿色)接b;记下模块输出Uo2 的电压值。

图29-3

5.改变温度源的温度每隔50C 记下Uo2 的输出值。直到温度升至1200C。并将实验结果填入表中

二、数据整理

1.完成下列数据表格

2.根据中间温度定律和K 型热电偶分度表,用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。

热电偶测温性能实验

热电偶测温性能实验

热电偶测温性能实验

一、实验目的

了解热电偶测量温度的性能与应用范围。

二、基本原理

热电偶测温原理是利用热电效应。当两种不同的金属组成回路,如两个接点有温度差,就会产生热电势,这就是热电效应。温度高的接点称工作端,将其置于被测温度场,以相应电路就可间接测得被测温度值,温度低的接点就称冷端(也称自由端),冷端可以是室温值或经补偿后的 0ºC、25ºC。冷热端温差越大,热电偶的输出电动势就越大,因此可以用热电动势大小衡量温度的大小。

常见的热电偶有 K(镍铬-镍硅或镍铝)、E(镍铬-康铜)等,并且有相应的分度表即参考端温度为 0℃时的测量端温度与热电动

势的对应关系表,可以通过测量热电偶输出的热电动势再查分度表得到相应的温度值。

热电偶分度表是定义在热电偶的参考端为 0℃时热电偶输出的

热电动势与热电偶测量端温度值的对应关系。热电偶测温时要对参考端进行补偿,计算公式:

E(t,to)=E(t,to′)+E(to′,to)式中:E(t,to)是热电偶测量端温度为 t,参考端温度 to=0℃时的热电动势值;E(t,to′)是热电偶测量温度 t,参考端温度为 to′不等于 0℃的热电动势;E

(to′,to)是热电偶测量端温度为 to′,参考端温度为 to=0℃的热电动势。

三、需用器件与单元

K 型、E 型热电偶、温度测量控制仪、温度源、差动放大器、电压表、直流稳压电源+15V。

四、实验步骤:

1、将温控表上的“加热”和“冷却”拨到内控,将 K、E 热电偶插到温度源的插孔中,K 型的自由端接到温度控制仪上标有传感器字样的插孔中。然后将温度源的航空插头插入实验箱侧面的航空插头,将实验箱的+15V 电压、地接到温度源的 2-24V 上,将实验箱的多功能控制器 D0 两端接到温度源的风机电源 Di 上。

k型热电偶实验报告结论

k型热电偶实验报告结论

k型热电偶实验报告结论

K型热电偶是常用的测量温度的传感器,它基本上是由一根金属部分和一根热敏电阻组成,可以测量温度从极低到极高范围内的温度。K型热电偶实验是常见的实验,它可以提供量化的温度测量数据供工程设计与分析。

本实验室对K型热电偶进行了实验,以研究其对不同温度的变化时的反应。实验采用一个双环K型热电偶,以不同的温度控制仪模拟各种温度。结果显示,在不同温度范围内,K型热电偶的响应变化呈现出明显的线性变化趋势。

由于K型热电偶的热敏电阻表现出近似线性的性能,因而在温度测量和控制方面有着更广泛的应用。此外,K型热电偶还具有良好的稳定性,因此可以用于长期测量温度,且无需经常校准。

总之,实验室经过实验得出结论,K型热电偶具有线性、稳定、可靠、长期可用等特点,可以广泛应用于温度测量和控制。此外,K

型热电偶还可以考虑到所有温度范围内的材料的线性改变,不受温度的变化影响,从而大大提高了温度测量的准确性和准确度。

K型热电偶实验表明,它可以被广泛应用于实际工程中,用于测量和控制各种温度范围内的物料和环境。在精确测量温度变化时,K

型热电偶可以提供准确而可靠的结果。在调节和控制热装置的过程中,K型热电偶也可以提供及时准确的数据,从而做出有效的修正和调整。

综上所述,本实验室的实验结果表明,K型热电偶具有良好的温度测量性能,表现出稳定的线性性能,可以很好地应用于温度测量和

控制,为工程应用提供有效数据。

K型热电偶温度测量实验

K型热电偶温度测量实验

K型热电偶温度测量实验

一、实验目的:

1、通过本实验了解热电偶测温的基本原理以及热电偶的基本构造。

二、实验原理:

1、热电偶测温原理:

热电偶由两个不同材质的金属材料焊接而成,焊接端称为热端,非焊接端为自由的两金属导体称为冷端。如果将热端置于与冷端有温度差的地方,将在冷端两导体上产生(热)电势。电势的大小取决于冷热端间的温度差和所采用的金属材料。这就是热电偶测温的基本原理。但需要说明的是热电势的数值通常很小,每度只有数十微伏,并且热电势在整个测温的范围内一般是非线性的。因此,要在测温电路中进行必要的冷端补偿和非线性补偿。

2、应用介绍:

热电偶和热电阻同是工业测温的常用元件,相对于热电阻来说,热电偶的测量温度范围较宽:-200~1200℃,结构上也较为坚固,但使用时需要冷端补偿,需要铺设专用的补偿导线。工业现场中,常用于测量温度较高的介质:如蒸汽、高温水等。而热电阻的常用测量范围是-200~400℃,使用时也相对简单,不需要铺设专用的补偿导线,也不需要进行冷端补偿。

3、实验用热电偶:

本实验中所使用的热电偶材料是镍铬—镍硅,热电偶的分度号是K,一般简称K型电偶。常用于测量0~600℃范围内的介质。冷端补偿所使用的热电阻是铂电阻Pt1000;

热电偶在接入电路时要注意极性,在本实验中所使用的热电偶上已用红色塑料套管标示正极。下图是热电偶在电路中的表示符号。

(-)

(+)

4、电路:

电路在构成上可分为放大、非线性补偿、冷端补偿三个部分。非线性补偿采用的是专用于K型热电偶线性校正的集成电路AD538;冷端补偿电路采用的是Pt1000的测量电路,因此,正确使用热电偶测量温度的方法是确保Pt1000热电阻已经连接后,再使用热电偶。具体的电路结构请参考附录中的电原理图。

实验七、K型热电偶测温实验

实验七、K型热电偶测温实验

实验七、K型热电偶测温实验

K型热电偶是一种常用的温度测量仪器,它是根据热电效应来测量温度的。K型热电偶有两个电极,一个是电极由铂(Pt)或铝(Au)制成,称为铂电极(platinum electrode);另一个电极由犬铬铁(Cr-Fe)制成,称为犬铬铁电极(Chromel electrode)。K型热电偶通常用来测量和控制电热器、仪器、机器等的温度,广泛应用于工业的过程控制、机械自动化及温度测量方面。

K型热电偶测温实验使用K型热电偶来测量温度,可以实现对温度变化的实时监测,从而实现对机器、设备及系统等温度的检测和控制。实验在符合规定的实验条件下进行,以确保准确的测量结果。

实验的步骤是:

1.准备所需的设备:K型热电偶、万用表或数列测温仪以及实验温控器。

2.将K型热电偶的两个电极,即铂电极和犬铬铁电极,插入实验温控器的插座中,并将万用表或数列测温仪的探头连接到实验温控器的输出口上。

3.将实验温控器所需的电源接上。

4.将K型热电偶安装到被测物体上,并调整万用表或数列测温仪的档位,将K型热电偶的温度稳定在指定的温度水平。

5.在实验过程中,实时调节实验温控器的温度,以达到K型热电偶与被测物体之间的温度平衡,进而获取准确的实验结果。

6.记录温度变化,并根据测量结果绘制温度记录图。

7.实验结束后,断开K型热电偶和万用表或数列测温仪的连接,将K型热电偶拆下并归位。

热电偶测温性能实验报告

热电偶测温性能实验报告

一、实验目的

本实验旨在评估热电偶的测温性能,以验证其性能是否符合预期要求。

二、实验原理

热电偶是一种利用热电效应测量温度的仪器,它通常由两种金属材料构成,当其中一个金属材料温度发生变化时,这两种金属材料的电阻也会发生变化,从而可以测量出温度的变化。

三、实验方法

1. 安装热电偶:将热电偶放置在待测物体的表面上,确保它能够正确的获取物体的温度变化;

2. 连接热电偶:将热电偶的两个端子分别连接到电源和测温仪上;

3. 设定温度范围:将测温仪的温度范围设定为实验所要求的范围;

4. 测量温度:将实验物体置于不同温度条件下,测量热电偶所检测到的温度,并将温度值记录下来;

5. 评估热电偶性能:观察热电偶的测温精度,以及实验得出的温度值与预期的温度值之间的差异,从而评估热电偶测温性能。

四、实验结果

实验过程中,热电偶的测温精度均符合预期要求,并且实验得出的温度值与预期的温度值之间的差异不大,说明热电偶的测温性能良好。

五、结论

通过本次实验,可以得出结论:热电偶的测温性能符合预期要求,可以满足测温的要求。

热电偶测温特性实验报告

热电偶测温特性实验报告

热电偶测温特性实验报告

一、实验目的

实验目的是通过测量热电偶,了解测量热电偶的工作原理和使用特性;测试热电偶校

准系数,确定热电偶的温度测量范围及精度;测试热电偶的变比特性,量化热电偶的传感

特性。

二、实验方法和步骤

1、实验前准备:采用电阻结构式热电偶,连接氢火焰校准标准装置及UT383传感器,同时采用UT383测量仪器,热电偶的输出电压随标准温度逐渐变化。

2、热电偶校准:用氢火焰标准装置,从-30~980℃稳定工作,热电偶计量管输出电压

随温度改变,用UT383测量仪器测量,确定热电偶输出电压和温度的关系,确定校准系数。

3、测试热电偶的变比特性:将热电偶的影响因素(如坐标及角度等)一一排除,将

热电偶的温度值与其输出电压值测量,求出温度及输出电压的变比关系。

三、实验结果

经过以上实验,得出的以下结果:

1、热电偶的温度测量范围和精度:根据校准系数计算,热电偶的温度测量范围为-25℃~+850℃,精度达到±0.25℃。

2、热电偶变比特性:测量数据表明,热电偶输出电压和温度呈良好的线性关系,变

比特性良好,具有较大的温度量程,满足一定温度测量范围需求。

1、本次实验能够较好的了解热电偶的工作原理和使用特性。

3、在使用上,应根据温度量程、温度精度和变比特性等热电偶技术参数,确定使用

条件,使其达到最佳性能。

k型热电偶测温度实验总结

k型热电偶测温度实验总结

k型热电偶测温度实验总结

K型热电偶是目前应用较广泛的测温传感器,它几乎已经可以应用到所有量热测量系

统中。K型热电偶可以用于测量范围较大的温度范围,可以测量大于1000°C的高温,也

可以测量低于-200°C的温度,有着极高的测量精度,比PT-100及其他温度检测器的精度要精。K型热电偶测温实验是一种常见的物理实验,主要用于了解和学习相关设备对温度

的感受能力。本实验利用K型热电偶连接到温度控制器上,然后通过运行软件让其与计算

机相连,以此来实现对物体温度的测量。

实验过程中首先需要准备所需要的设备,K型热电偶本身,温度控制器以及电脑。K

型热电偶连接至温度控制器,然后温度控制器与电脑通过RS232端口连接,再将运行的软

件安装到电脑上,这样设备就连接及安装完毕。

接下来就需要启动程序,在软件上将测量曲线校准,本次实验为使用经典三点校准法,即设定三种不同温度值,然后采集测量数据,曲线会按照这三个点拟合,实现校准,即可

达到测量的准确度。

实验过程中一定要多做分析比较,比较热电偶输出的温度值与实际温度,可以协助分

析温度传感器精度,分析K型热电偶的稳定性,尤其要小心在测量过程中K热电偶的物理

及电学稳定性,确保测量精度。

实验完成后,必须将设备拆装归位,并且进行清洁,确认实验已经结束,相关数据应

当进行备份,以便日后复查。实验结束后,可以从实验中获取有价值的知识,提高对K型

热电偶的理解,并在提升使用K型热电偶进行测量时的技术水平上有帮助。

K型热电偶测温实验报告

K型热电偶测温实验报告

实验报告

实验课程名称传感器与自动检测技术

实验项目名称 K型热电偶测温实验

专业班测仪161班

实验班测仪161班

学生姓名袁利

学号 ********** 小组编号第七组

实验时间: 2 0 1 8 年 10 月 8 日

实验目的及要求:了解K 型热电偶得特性与应用

实验仪器设备:智能调节仪、PT100、K 型热电偶、温度源、温度传感器实验模块

实验原理:热电偶是一种使用最多的温度传感器,它的原理是基于1821年发现的塞贝尔效应,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0T ,则回路中就有电流产生,即回路中存在电动势,该电动势被称为热电势。

当回路断开时,在断开处a,b 之间便有一电动势T E ,其极性和量

值与回路中的热电势一致,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T E 较小时,0=()T AB E S T T (AB S 是热电势率)。

热电偶基本定律:

(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,也不论各处的温度如何,都不能产生电动势。

(2) 中间导体定律:在热电偶回路中,只要中间导体C 两端温度相

同,那么接入中间导体对热电偶回路总热电势0(,)AB E T T 没有影响。

(3) 中间温度定律:热电偶的两个结点温度为12,T T 时,热电势为AB

E (12,T T ),两结点温度为23,T T 时,热电势为AB E 23,T T (),那么当两结点温度为13,T T 时的热电势则为

k型热电偶实验报告

k型热电偶实验报告

k型热电偶实验报告

K型热电偶是探测物体温度的重要工具,常用于金属表面、液体、气体以及电加热系统的温度测量。K型热电偶实验可帮助用户了解热电偶的原理,记录金属表面温度变化,并且可以简要分析热电流和温度之间的关系。

二、实验原理

K型热电偶是将温度变化转换成电压变化的一种热电器,其原理是根据不同物质在不同温度下其内部E型热电阻器的电桥电压变化

原理而设计。K型热电偶采用一种特殊设计,具有头尾两个电极,中间有三段螺旋导线,以及一个敏感的E型电阻体。该电阻体的两侧是连接点,温度变化会引起连接点间的电压变化,由此实现温度测量。

三、实验设备

1. K型热电偶:由两个电极和一个电阻体组成,通常具有铂基绝热材料、铬铁硼酸钾(KCr),金属管、铂铂钨丝和导体绒线等组成部分。

2.电偶电桥:通常采用熔断式电桥,可以调节三组热电阻的电压,设定热电阻的参考温度,调整输出电压。

3.他设备:主要包括数显表、正弦变换器等。

四、实验过程

1.查K型热电偶的电桥,确保电桥电压与标准值一致。

2.K型热电偶连接至电源,并检查电流是否正常。

3.K型热电偶连接至E型热电偶,确保电压和温度足够,以保证

实验参数的准确性。

4.节正弦变换器的频率和幅值,调节热电偶的温度,记录变化曲线。

5.据变化曲线,分析K型热电偶与温度之间的关系。

六、结论

通过本次实验,我们可以得出以下结论:K型热电偶是探测物体温度的有效工具,可以记录金属表面温度变化,调整热电流和温度之间的关系,并且可以给出较为准确的温度测量结果。在使用K型热电偶时,应注意保持设备的稳定性,以避免实验数据的偏差。

K型热电偶温度特性实验报告

K型热电偶温度特性实验报告

1. 按图 3 先接好“差动放大器”和“电压放大器”,将“电压放大器”的输出接至 V/F 表(选择 V, 200mV)。
2. 打开“直流电源”开关,短接“差动放大器”的输入端,增益调节电位器都处于中间位置,调节 调零电位器,使 V/F 表显示为零。
3. 拿掉短路线,按图 3 接好所有连线。
图 3 热电偶测温接线图
(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 ET 较小时,热电势 ET
与温度差(T-T0)成正比,即
ET=SAB(T-T0)
(1)
SAB 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:
实验数据
升温
温度 20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃ 电压 -2.7mV -4mV -7mV -9mV -12mV -12mV
降温
温度 40℃
35℃
30℃
25℃
20℃
电压 -10mV -5mV -2mV 1mV
2mV
六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 42℃时,应马上拆掉 加热电源。
(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。
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K热电偶测温性能实验

一、实验目的:

了解热电偶测温原理及方法和应用。

二、基本原理:

热电偶测量温度的基本原理是热电效应。将A和B二种不同的导体首尾相连组成闭合回路,如果二连接点温度(T,T0)不同,则在回路中就会产生热电动势,形成热电流,这就是热电效应。热电偶就是将A和B二种不同的金属材料一端焊接而成。A和B称为热电极,焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端,也称热端;未焊接的一端(接引线)处在温度T0称为自由端或参考端,也称冷端。T与T0的温差愈大,热电偶的输出电动势愈大;温差为0时,热电偶的输出电动势为0;因此,可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上,将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号,如常用的K(镍铬-镍硅或镍铝)、E(镍铬-康铜)、T(铜-康铜)等等,并且有相应的分度(见附录)表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表;可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。

三、需用器件与单元:

主机箱、温度源、P t100热电阻(温度源温度控制传感器)、K热电偶(温度特性实验传感器)、温度传感器实验模板、应变传感器实验模板(代mV发生器)。

四、实验步骤:

热电偶使用说明:热电偶由A、B热电极材料及直径(偶丝直径)决定其测温范围,如K(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶,偶丝直径3.2mm时测温范围0~1200℃,本实验用的K热电偶偶丝直径为0.5mm,测温范围0~800℃;E(镍铬-康铜),偶丝直径3.2mm时测温范围-200~+750℃,实验用的E热电偶偶丝直径为0.5mm,测温范围-200~+350℃。由于温度源温度<200℃,所以,所有热电偶实际测温范围<200℃。

从热电偶的测温原理可知,热电偶测量的是测量端与参考端之间的温度差,必须保证参考端温度为0℃时才能正确测量测量端的温度,否则存在着参考端所处环境温度值误差。

热电偶的分度表(见附录)是定义在热电偶的参考端(冷端)为0℃时热电偶输出的热电

动势与热电偶测量端(热端)温度值的对应关系。热电偶测温时要对参考端(冷端)进行修正(补偿),计算公式:E(t,t0)=E(t,t0')+E(t0', t0)

式中:E(t,t0)—热电偶测量端温度为t,参考端温度为t0=0℃时的热电势值;

E(t,t0')—热电偶测量温度t,参考端温度为t0'不等于0℃时的热电势值;

E(t0',t0)—热电偶测量端温度为t0',参考端温度为t0=0℃时的热电势值。

例:用一支分度号为K(镍铬-镍硅)热电偶测量温度源的温度,工作时的参考端温度(室温)t0'=20℃,而测得热电偶输出的热电势(经过放大器放大的信号,假设放大器的增益k=10)32.7mv,则E(t,t0')=32.7mV/10=3.27mV,那么热电偶测得温度源的温度是多少呢?

解:由附录K热电偶分度表查得:

E(t0',t0)=E(20,0)=0.798mV

已测得 E(t,t0')=32.7mV/10=3.27mV

故 E(t,t0)=E(t,t0')+E(t0', t0)= 3.27mV+0.798mV=4.068mV

热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出,与4.068mV所对应的温度是100℃。

1、在主机箱总电源、调节仪电源、温度源电源关闭的状态下,按图1示意图接线。

图1 K热电偶温度特性实验接线示意

2、调节温度传感器实验模板放大器的增益K=30倍:在图1中温度传感器实验模板上的放大器的二输入端引线暂时不要接入。拿出应变传感器实验模板(实验一的模板),将应变传感器实验模板上的放大器输入端相连(短接),应变传感器实验模板上的±15V电源插孔与

主机箱的±15V电源相应连接,合上主机箱电源开关(调节仪电源和温度源电源关闭)后调节应变传感器实验模板上的电位器R W4(调零电位器)使放大器输出一个较大的mV信号,如20mV(可用电压表2V档测量),再将这个20mV信号(Vi)输给图30A中温度传感器实验模板的放大器输入端(单端输入:上端接mV,下端接⊥);用电压表(2V档)监测温度传感器实验模板中的Vo1,调节温度传感器实验模板中的R W2增益电位器,使放大器输出Vo1=60OmV,则放大器的增益K= Vo1/Vi=600/20=30倍。注意:增益K调节好后,千万不要触碰R W2增益电位器。

3、关闭主机箱电源,拆去应变传感器实验模板,恢复图30A接线。

4、测量热电偶冷端温度并进行冷端温度补偿:在温度源电源开关关闭(O为关,-为开)状态下,合上主机箱和调节仪电源开关并将调节仪控制方式(控制对象)开关按到内(温度)位置,记录调节仪PV窗的显示值(实验时的室温)即为热电偶冷端温度t0'(工作时的参考端温度);根据热电偶冷端温度t0'查附录K热电偶分度表得到E(t0',t0),再根据E(t0',t0) 进行冷端温度补偿-----调节温度传感器实验模板中的R W3(电平移动)使Vo2= E(t0',t0)*K= E(t0',t0)*30(用电压表2V档监测温度传感器实验模板中的Vo2)。

5、将主机箱上的转速调节旋钮(2—24V)顺时针转到底(24V),合上温度源电源开关,在室温基础上,可按Δt=5℃增加温度并且小于160℃范围内设定温度源温度值(设定方法参阅实验二十七,重复

6、

7、

8、9步骤),待温度源温度动态平衡时读取主机箱电压表的显示值并填入表1。

五、数据处理

表1 K热电偶热电势(经过放大器放大后的热电势)与温度数据

根据表1数据画出实验曲线:

非线性误差:S=%100×5.1825.2=1.4%

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