热电偶特性及其应用研究实验报告Word版

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热电偶测温原理及应用论文

热电偶测温原理及应用论文

热电偶测温原理及应用论文

热电偶是一种常用的温度测量装置,其原理是基于热电效应。热电偶由两种不同材料的导线组成,当两种导线连接在两个不同温度的点上时会产生热电动势。这个热电动势与两个温度之间的温差成正比,因此可以通过测量热电动势来确定目标温度。

热电偶的应用范围非常广泛,包括工业生产、科研领域以及日常生活中的温度测量。在工业生产中,热电偶通常用于实时监测和控制生产过程中的温度,如热处理、熔炼和焊接等。在科研领域,热电偶被广泛应用于各种实验和研究中,如材料性能测试、生物学实验和地质勘探等。此外,热电偶也被广泛用于家用电器中,如烤箱、电磁炉和温度计等。

热电偶的测温原理是基于热电效应的,热电效应是指当两个不同导电材料的接触处形成温差时,会产生一个电动势。这个电动势与温差成正比,可用来测量温度。热电偶由两种不同的导体组成,一种是铂-铑合金,另一种是铜、铁、镍或康铜等金属。当这两种导体连接在两个不同温度的点上时,由于热电效应会产生一个热电动势,这个热电动势与两个温度之间的温差成正比。

热电偶的工作原理可用温度-电动势关系表达,常用公式为:

\[E = S(T_2 - T_1)\]

其中,E为热电动势,S为热电偶的灵敏度(也称为热电系数),T1和T2分别为热电偶的两个测温端温度。

根据热电偶的工作原理,可以通过测量热电动势来确定目标温度。这通常通过将热电偶连接到一个电子测温仪或数据采集系统上,并根据热电动势的大小来计算出目标温度。由于热电偶可以在较宽的温度范围内工作,并且具有较高的灵敏度和快速响应特性,因此在许多需要精确温度测量的场合都得到了广泛的应用。

热电偶特性实验总结

热电偶特性实验总结

热电偶特性实验总结

热电偶,也叫温度电极,是一种采用特殊材料制成的电极,可以感知温度变化。它能够将温度变化转化为电流/电压变化。它由两种不同材料做成,这些材料具有不同的电阻和温度系数,从而形成一个可以检测温差的电路。目前,热电偶已成为将温度变化转化为电压变化最为常用的传感器之一。

有许多种热电偶,它们之间的主要差异特征在于它们的温度特性不同。热电偶的特性是指它输出的电阻对温度的变化关系。评估热电偶的性能需要一组可控的测试条件,以及一组准确的测量参数,这需要做一个热电偶特性测试。

热电偶特性测试的实施主要分为3个方面:特性确定,性能测试和稳定性测试。特性确定是最关键的环节,可以确定热电偶的电流输出特性,以及温度给定线性输出。性能测试是为了确定热电偶的精度和稳定性,以及它改变是否符合要求。稳定性测试主要是指测试在特定环境及时间内,热电偶的响应特性是否稳定。

热电偶特性测试实施完毕后,需要对测试结果进行评估,以求得对热电偶的细节评估。首先,需要根据测试结果,确定热电偶的电阻/温度特性曲线,以确定热电偶的精度和稳定性。其次,要检验热电偶的温度给定线性输出,确定热电偶在温度变化上的准确度。最后,要确定热电偶在不同环境和时间内的稳定性,以及它的响应特性是否能满足要求。

以上就是热电偶特性实验的全部流程,经过精心实施,我们能够

获得准确而完整的实验数据,从而帮助我们更好的判断热电偶的性能优劣。当然,在实验的实施过程中,我们也要认真对待,确保实验结果的准确性,否则就会影响实验结果的准确性。再次强调,热电偶是用来监测温度变化的传感器,在其他领域也有重要作用,所以,要正确实施热电偶特性实验。

热电偶实验报告总结

热电偶实验报告总结

热电偶实验报告总结

热电偶是根据热断言原理所设计的传感器,它的特性在于可以将温度变化转化为电信号,用于测定特定温度范围内的温度变化。它的结构简单,可以在不同的环境和工程现场进行测量。热电偶实验是用来测量物质在热能交换过程中的温度变化。它通过热电偶来测量和捕捉物质温度变化,而不会影响物质变化。

热电偶实验通常包括四步:设计并建立实验台,进行实验测量,分析测量结果以及对实验进行总结。首先,建立实验台要求环境的温度稳定,设备的稳定性良好,信号脉冲易于读取和处理。其次,实验测量需要根据热电偶的测量值进行不断的调整,保证测量的准确性。经过一系列调整之后,用热电偶测量物质在多少时间内的温度变化,比如在短时间内的温度变化,或者在长时间内的温度变化,都可以获得比较精确的测量结果。第三步是分析测量结果,同时结合实验中实际观察到的现象,对记录的数据进行的分析判断,从中推断出特定环境下的温度变化规律。最后,对实验进行总结,以及形成实验总结报告,可以总结出实验过程中出现的问题,以及可能需要改进的地方,以及未来可能需要进行更多实验的建议,从而更好地掌握热电偶实验。

热电偶实验能够更加准确地测量物质在特定温度范围内的温度变化,并且也比较实用,能够在不同的环境和工程现场进行精确测量。此外,从实验的结果中可以得出不同温度变化的规律,可以作为物质热能交换过程的参考依据。热电偶实验既可以更快捷地进

行,也可以更准确地测量,对于工程科研和实际应用都有很大的帮助。

通过以上的实践和总结,热电偶实验已经证明其功能和性能的有效性,能够有效地解决物质热能交换过程中的温度变化等问题,已经被广泛应用在工程科学研究中。此外,热电偶实验也可以作为热管理和散热研究的基础工具,可以为工程相关研究提供有效的帮助和指导。

热电偶温度特性实验

热电偶温度特性实验

实验四K热电偶温度特性实验

1、实验目的:了解热电偶测温原理及方法和应用。

2、基本原理:K型热电偶是由镍铬-镍硅或镍铝材料制成的热电偶,偶丝直径不同,测量的温度范围也不同。对于确定的热电偶,其温度测量范围和电动势随温度的变化曲线是确定的,可通过查表得到。选用确定的K型热电偶,插入温度源中,把热电偶的输出端通过差分放大,获得热电偶的电动势。记录测量电动势,通过测量热电偶输出的电动势值再查分度表得到相应的温度值。

3、需用器件与单元:主机箱、温度源、Pt100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)。

4、原理图如下图4.8所示

图4.8 K热电偶原理图

5、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

热电偶的定标实验报告

热电偶的定标实验报告

热电偶的定标实验报告

热电偶是一种多功能的温度传感器,它能够将电池或发电机的电流信号转换为温度信号,可以测量温度范围很宽,精度高,经过多次测试,认为热电偶具有良好的稳定性和可靠性,能够准确地测量温度。因此,定标实验是定标热电偶各项性能指标,确定其准确度和可靠性的重要环节之一。

定标实验是指在经过标准温度源温度稳定室中精确控温条件下

进行的,是提高示准热电偶的可靠性和准确度的关键性实验。定标实验中采用标准铂电阻温度源,可通过计算机控制系统以每分钟5次的频率进行测量和调试。

定标实验中对热电偶进行温度补偿,使其能够在实际测量中精确检测温度信号。在每次定标实验中,实验人员会先根据标准规定进行定标,然后检查测量精度,再绘制实验结果,根据结果作出判断,如果满足要求,则说明定标成功。

定标实验需要检查热电偶的性能指标,如输出电流范围、线性度、温度系数、准确度等,以了解热电偶在不同条件下的表现,最终确定其可靠性和准确性,为进行热电偶的温度测量提供信息。

根据定标实验的结果,以及在实际测量中的结果,利用多次定标实验,获取不同测量环境下的热电偶特性,绘制出热电偶温度特性曲线,利用绘制出的曲线,可以准确地测出温度。

最后,结合实际测量数据,对热电偶的性能和准确性进行评估,以验证定标实验的有效性,并确定热电偶的可靠性,确保可以准确准

确地测量温度。

以上就是对热电偶的定标实验报告的介绍,定标实验非常重要,能够有效地提高热电偶的可靠性和准确性,确保可以准确地测量温度。热电偶的定标实验不仅可以确保测量准确,还可以满足用户不同的使用要求,提高应用水平。

热电偶特性及应用数据处理

热电偶特性及应用数据处理

热电偶特性及应用数据处理

热电偶是一种测量温度的传感器,它利用热电效应来测量温度。热电偶由两种不同金属的导线组成,这两种金属的两个接点构成了测量温度的检测点,也称为热电偶的焊点。当热电偶的焊点受到温度变化时,两种金属之间就会产生热电势差,即温度电动势(Thermo-electromotive force,简称温度EMF)。

热电偶的工作原理是基于两个不同导体的热电效应,其中最常用的热电对是铂铑-铂热电对(PtRh-Pt)。铂铑合金被用作热电偶的保护外壳,因为它具有良好的耐高温性能。铂铑和铂的导线之间的温度差会导致电势差的产生,该电势差与温差成正比。

热电偶的特性主要包括线性度、响应时间、温度范围和灵敏度。线性度是指热电偶温度与温度电动势之间的关系是否符合线性关系。响应时间是指从温度变化到热电偶输出电压变化所需要的时间。温度范围是指热电偶能够有效测量的温度范围,这取决于使用的金属和绝缘材料的性能。灵敏度是指温度变化单位引起的电势变化。热电偶的灵敏度约为10微伏/摄氏度。

热电偶广泛应用于各种工业和实验室测量中,其主要应用包括以下几个方面:

1. 工业过程测量:热电偶可用于测量各种液体、气体和固体物质的温度。它们可以被安装在流体管道、炉炉中、发动机和锅炉等设备上,以监测温度变化并进行自动控制。

2. 温度校准:热电偶被广泛用作温度计校准的标准,因为它们具有良好的稳定性和可重复性。热电偶的温度与电动势的关系已被国际标准化组织(ISO)确立,并提供了相应的校准曲线。

3. 实验室研究:热电偶可以用于实验室中各种科学研究的温度测量,如化学反应、材料研究和生物医学实验等。其小尺寸和高灵敏度使其成为研究人员首选的传感器之一。

热电偶特性及其应用研究报告

热电偶特性及其应用研究报告

实验题目:。。。。。。

一、实验目的

了解电位差计的构造、工作原理及使用方法; 2.了解温差电偶的测温原理和基本参数; 3.测量铜—康铜热电偶的温差系数

二、实验仪器

1、UJ31型电位差计:

2、标准电池

3、检流计

4、控温实验仪

5、样品室以及加热装置

6、保温杯

三、实验原理(概括)

1.电位差计的补偿原理

为了能精确测得电动势的大小,可采用图2.10.2所示的线路。其中是电动势可调节的电源。调节,使检流计指针指零,这就表示回路中两电源的电动势、方向相反,大小相等。故数值上有(2.10.1)

这时我们称电路得到补偿。在补偿条件下,如果的数值已知,则即可求出。据此原理构成的测量电动势和电位差的仪器称为电位差计。

2.实际电位差计的工作原理

使用时,首先使工作电流标准化,即根据标准电池的电动势调节工作电流I。将开关K2合在S位置,调节可变电阻,使得检流计指针指零。这时工作电流I在

段的电压降等于标准电池的电动势,即(2.10.2)

再将开关K2合向X位置,调节电阻Rx,再次使检流计指针指零,此时有

这里的电流I就是前面经过标准化的工作电流。也就是说,在电流标准化的基础上,在电阻为Rx的位置上可以直接标出与对应的电动势(电压)值,这样就可以直接进行电动势(电压)的读数测量。

3. 温差电偶的测温原理

把两种不同的金属或不同成分的合金两端彼此焊接成一闭合回路,如图所示。

若两接点保持在不同的温度t和t0,则回路中产生温差电动势。温差电动势的大小除了和组成热电偶的材料有关外,唯一决定于两接点的温度函数的差。一般地讲,电动势和温差的关系可以近似地表示成

热电偶实验报告1

热电偶实验报告1

热电偶辨识实验

一实验目的:

通过对热电偶的辨识,并对辨识结果进行动态误差修正,掌握系统辨识方法中的时域辨识方法和对测量结果的动态误差修正方法,了解动态误差修正在实际生活中的应用。

二实验器材:

热电偶一个,应变放大器一台,桥盒一个,数采模块,PC机一台。

三实验原理:

本实验是基于热电偶测温的工作原理所做,即:热电偶是由两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。读出热端的电动势,然后根据热电动势与温度的函数关系可得出当前的温度值。当我们将热电偶放入热水中,由于温度的变化,产生一个阶跃信号,通过图形确定系统是几阶系统,然后对模型进行辨识,并对测量结果进行动态误差修正,将修正前后的响应特性曲线进行比较,对实验结果进行分析。

四实验过程:

(1)将热电偶通过桥盒与应变放大器相连,然后与PC机连接好,组成一个完整的传感器系统。按如图1所示方式将热电偶的两个接线端接入桥盒。

图1 热电偶与桥盒的连接

(2)PCI6013——AI接线分配如图2所示,我们这里选择的是第一通道,所以连接33号跟64号线。

图2 PCI6013——AI接线分配

(3)打开labview,单击启动采集按钮,将K型热电偶迅速放进热水瓶中,待输出稳定后保存数据然后取出热电偶冷却,然后重复多次试验,保存数据。

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
K 型热电偶温度特性实验报告
一、实验目的 了解 K 型热电偶的特性与应
用。 二、实验仪器 加热器、K 型热电偶、差动放大器,电压放大器、电压/频率显示表、水银温度计、直流稳压电源
(2~20V) 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
4. 调节“2~20V 直流稳压电源”为 5V,将“2~20V 直流稳压电源”输出接入“加热器”电源输入端, 加热源温度慢慢上升。
5. 将水银温度计放至“加热器”表面(加热器已固定在平行梁的下悬臂梁背面)。 6. 用水银温度计测量加热源表面温度。观察 V/F 表电压示数随温度的变化情况。 五、实验报告 在热电偶测温原理中,其冷端要置于冰水混合物中以保持零摄氏度状态,给具体应用带来很大不便。 试设计一种方案实现热电偶的冷端补偿。
型热电偶温度特性实验报告一实验目的了解二实验仪器加热器k型热电偶差动放大器电压放大器电压频率显示表水银温度计直流稳压电源220v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另一端温两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶
实验数据
升温
温度 20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃ 电压 -2.7mV -4mV -7mV -9mV -12mV -12mV

(完整word版)热电偶温度计的测温原理、选型及其应用

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(完整word版)热电偶温度计的测温原理、选型及其应

《⾃动检测技术及仪表》课程设计报告

热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤

学院:

班级:

姓名:

学号:

⽬录

⼀摘要 (3)

⼆热电偶温度计的测温原理 (3)

2.1 热电偶的测温原理 (3)

2.2 接触电势 (4)

2.3 温差电势 (4)

2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势 (4)

三热电偶温度计的组成结构及其作⽤和特 (5)

3.1 热电偶温度计的组成结构 (5)

3.2 热电偶温度计的作⽤及特点 (6)

四热电偶温度计测温技术中涉及到的定则 (7)

4.1 均质导体定则 (7)

4.2 中间导体定则 (7)

4.3 连接导体和中间温度定则 (8)

五热电偶温度计的误差分析及选型 (8)

5.1 影响测量误差的主要因素 (8)

5.1.1插⼊深度 (8)

5.1.2响应时间 (9)

5.1.3热辐射 (10)

5.1.4冷端温度 (11)

5.2 热电偶温度计的选型 (11)

六现场安装及其注意事项 (13)

七总结 (13)

⼋参考⽂献 (15)

⼀、摘要

热电偶温度计是⼀种最简单﹑最普通,测温范围最⼴的温度传感器,是科研﹑⽣产最常⽤的温度传感器。在使⽤时不注意,也会引起较⼤测量误差。针对当前存在的问题,详细探讨影响测量误差的主要因素:热电偶插⼊深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端

温度等因素对测量的影响;在使⽤时应该怎样选择热电偶温度计,以及使⽤时的⼀些安装注意事项,这对提⾼测量精度,延长热电偶寿命,都有⼀定的意义。

⼆、热电偶温度计的测温原理

热电偶温度计是⼀种感温元件 , 把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电⽓仪表转换成被测介质的温度。

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

(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:
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
(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 EAB (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 EAB(T,T0)没有影响。 (3)中间温度定律

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。

热电偶的定标实验报告

热电偶的定标实验报告

热电偶的定标实验报告

一、实验目的

1.学习和理解热电偶的工作原理;

2.通过实验测量热电偶的电势差与温度之间的关系,定标热电偶。

二、实验器材和材料

1.热电偶一对(由两种不同金属丝组成);

2.热电偶读数装置;

3.恒温水槽;

4.温度计;

5.数字万用表。

三、实验原理

热电偶是利用两种不同金属的热电势差随温度变化的特性进行温度测

量的仪器。其工作原理是由于两种金属的电子云在热运动下引起的形成电

流的热电效应。当两个金属接触处存在温度差时,会在金属之间产生电势差,这个电势差与两个接触点的温度差有关。

四、实验步骤及结果分析

1.实验前将热电偶的两个接触点放入恒温水槽中将其温度调节至常温,并通过温度计测量水槽中的温度,记作T0。

2.将热电偶两个接触点的温度调节至不同的温度,分别记录下两个接

触点的温度T1和T2,并利用热电偶读数装置读出相应的电势差V1和V2

4.利用曲线上的点进行插值计算,得到其他温度下的电势差。

5.验证实验结果的准确性:选取一点,重新测量该点的温度和电势差,并与插值结果进行比较。

根据热电压-温度曲线,我们可以得到热电偶的定标函数,即可以通

过测量热电偶的电势差来确定温度。在实验中得到的数据和曲线如下:温度(℃)电势差(mV)

T1V1

T2V2

...

TiVi

根据上述数据和曲线,我们可以看出电势差与温度呈现线性关系。通

过利用插值计算,我们可以得到其他温度下的电势差,并根据这个函数来

定标热电偶。

五、实验结论

通过实验,我们学习和理解了热电偶的工作原理,并成功定标了热电偶。实验结果表明热电偶的电势差与温度之间呈现线性关系。我们可以通

热电偶特性实验报告

热电偶特性实验报告

热电偶特性实验报告

热电偶特性实验报告

热电偶是一种采用测量金属材料的表面温度的热量传感器。它能够以优越的鲁

棒性、精确性以及高稳定性,以最小的功耗而测量表面温度。本次实验采用K型热电偶,来进行低温和高温下测量表面温度的特性研究,并且表面温度随热量变化的趋势、敏感度和反应的可靠性等更加细致的记录和优化,研究其应用技术的优势。

在本次实验中,K型热电偶和OM-CP-KJTTY温度控制器配对之后,简易构建了

实验台,然后通过改变室内温度,控制热电偶表面温度,改变热电偶表面温度来研究热电偶性能变化规律。

实验发现,K型热电偶表面温度随热量变化稳定,当温度达到最高处时,测量

结果误差低于0.03℃,表明热电偶对低温和高温领域的尺寸测量非常精确。除此

之外,实验显示K型热电偶的响应时间短,属于特种传感器中的快速响应类型。

本次实验刁钻的研究热电偶的低温和高温下的特性及表面温度随热量变化趋势,使得热电偶在应用中更好的彰显出自身品质,能够更好的任务表面温度测量精确、响应快速,同时误差低于0.03℃,具有优越的使用性,在智能制造、温度控制等

领域具有较好的应用前景。

热电偶技术报告

热电偶技术报告

热电偶技术报告

概述

热电偶是一种常用的温度测量设备,利用热电效应将温度转换为电压信号,广

泛应用于工业、科研和生活中。本技术报告将介绍热电偶的原理、结构、工作特性以及应用领域。

原理

热电偶原理基于热电效应,即当两个不同材料的接触点处于温度差时,会产生

电动势。热电偶由两种不同材料的导线组成,分别称为热电偶的两根引线。当热电偶的两个引线的接触点处于不同温度下时,由于材料的热电性质不同,会产生一个微弱的电压信号。

结构

热电偶通常由两根不同材料的导线组成,其中一根导线称为热电对(hot junction),另一根导线称为冷端(cold junction)。热电对处于被测温度环境中,将温度转化为电压信号。冷端通常与参考温度保持一致,用于补偿环境温度对测量的影响。热电对和冷端导线通过电缆与仪表连接。

工作特性

温度测量范围

不同型号的热电偶有不同的温度测量范围,常见的热电偶类型有K型、J型、

T型等。其中,K型热电偶是最常用的一种,可测量范围通常在-200°C至1370°C

之间。

灵敏度和响应速度

热电偶的灵敏度和响应速度取决于热电对材料的热电特性,一般来说,热电对

材料的热电势系数越大,灵敏度越高。不同的热电偶类型有不同的灵敏度和响应速度。

线性度和精度

热电偶的线性度和精度对于温度测量的准确性至关重要。热电偶的线性度通常

在一定范围内是比较好的,但在极低温度或极高温度下可能出现较大的误差。精度取决于热电对材料和热电偶的加工精度,以及仪表的精度。

应用领域

热电偶广泛应用于各个领域的温度测量和控制中,主要包括以下方面: - 工业自动化:热电偶可用于工业过程中的温度测量和控制,如炉温控制、液体流量控制等。 - 科研实验:热电偶常用于科研实验中的温度测量,如化学反应的温度监控、材料性能测试等。 - 生活用品:热电偶也应用在生活用品中,如温度计、电热水壶等。

热电偶的定标和应用实验

热电偶的定标和应用实验

热电偶的定标和应用实验

热电偶的定标和应用实验如下:

热电偶是一种常用的测温仪器,广泛地应用于水源热能表、食品加工设备、化工过程控制和对电容的温度监测。为了让测量的结果可信可靠,热电偶要进行定标才能正确反映其应有的精度。

热电偶定标实验也称校准实验,是指使用外部已经定标过的稳定温度装置,根据热电偶的输出电压数值,来定出热电偶的特性曲线及热电偶的设计温度范围。在实验中,首先在温度稳定室中设定一定温度,将热电偶与已定标的稳定温度装置接通,然后可读取热电偶输出的电压大小及外围等温点温度,将记录的数据输入到专业的定标程序中,由计算机再次定标热电偶。

定标之后,热电偶可以精确测量物体的实际温度。“热量”物体在安装热电偶之前,要进行测温准备实验,确定物体内外各点的温度,以装热电偶的点为主测点,确定热电偶的深度和位置,务必最大限度地减少热电偶安装时带来的温度突变,以获得更加准确的测温结果。然后在测温室内控制一定的环境温度,对比测量其定标的结果,查看热电偶的测量是否准确。

定标之后,热电偶可以被有效地用于实际的测温场合,如工业制造过程、烟花爆竹研发以及食品烹饪等,实现温度控制过程的精确监控。

综上所述,热电偶定标实验是非常重要的技术实验,在实际的工业应用场合有更加精准的测温结果,对控制和调整理想的实际温度都至关重要。

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实验报告

热电偶特性及其应用研究

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热电偶特性及其应用研究

一、实验目的

1.了解电位差计的构造、工作原理及使用方法;

2.了解温差电偶的测温原理和基本参数;

3.测量铜—康铜热电偶的温差系数。

二、实验原理

1.电位差计的补偿原理

为了能精确测得电动势的大小,可采用图2.10.2所示的线路。其中是电动势可调节的电源。调节,使检流计指针指零,这就表示回路中两电源的电动势、方向相反,大小相等。故数值上有(2.10.1)

这时我们称电路得到补偿。在补偿条件下,如果的数值已知,则即可求出。据此原理构成的测量电动势和电位差的仪器称为电位差计。

2.实际电位差计的工作原理

使用时,首先使工作电流标准化,即根据标准电池的电动势调节工作电流I。将开关K2合在S位置,调节可变电阻,使得检流计指针指零。这时工作电流I 在段的电压降等于标准电池的电动势,即(2.10.2)

再将开关K2合向X位置,调节电阻Rx,再次使检流计指针指零,此时有

这里的电流I就是前面经过标准化的工作电流。也就是说,在电流标准化的基础上,在电阻为Rx的位置上可以直接标出与对应的电动势(电压)值,这样就可以直接进行电动势(电压)的读数测量。

3. 温差电偶的测温原理

把两种不同的金属或不同成分的合金两端彼此焊接成一闭合回路,如图所示。

若两接点保持在不同的温度t和t0,则回路中产生温差电动势。温差电动势的大小除了和组成热电偶的材料有关外,唯一决定于两接点的温度函数的差。一般地讲,电动势和温差的关系可以近似地表示成

这里t是热端温度,t0是冷端温度,c称为温差系数,其大小决定于组成电偶的材料。

三、实验所用仪器及使用方法

1.仪器:UJ31型电位差计、标准电池、光点检流计、稳压电源、温差电偶、冰筒、水银温度计、烧杯、控温实验仪等。

2.使用方法

UJ31型电位差计:

(1)将K2置于“断”,K0置于“×1”档(或“×10”档,视被测量值而定),分别接上标准电池、检流计、工作电源。被测电动势(或电压)接于“未知1”或“未知2”。

(2)根据温度修正公式计算出标准电池的电动势Es的值,调节Rs的示值与其相等。将K2旋至“标准”档,按下K1(粗)按钮,调节Rn1、Rn2、Rn3,使检流计指针指零,再按下K1(细)按钮,用Rn3精确调节至检流计指针指零。

(3)将K2旋至“未知1”(或“未知2”)位置,按下K1(粗)按钮,调节读数转盘Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,使检流计指针指零,再按K1(细)按钮,细调读数转盘III使检流计指针精确指零。此时被测电动势(或电压)Ex等于读数转盘Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上的示值乘以相应的倍率之和。

标准电池:

实验中使用饱和标准电池的20℃时的电动势E

=1.0186V。则温度为t℃时

20

的电动势可由下式近似得到

控温实验仪:

轻按“SET”按钮开始设置温度。此时轻按“位移”按钮,改变调节焦点位置;轻按“下调”按钮,减小焦点处数字;轻按上调按钮时,增大焦点处数字。再次轻按“SET”按钮,并设置加热电流后开始加热。

四、原始数据记录

1.标准电池的电动势

标准电池温度Tb(℃)=_18.6_

标准电池电动势:Es(V)= _1.0187_

2.测量热电偶温差电动势

热电偶低端温度t0(℃)=_0_

五、数据处理

1.方法一:图解法

用Matlab对数据点进行拟合,得直线斜率,即铜—康铜热电偶的温差系数

C=0.03967mV/℃

2.方法二:逐差法

高温t(℃)90.085.080.075.070.065.060.055.0温差(t-t0)(℃)90.085.080.075.070.065.060.055.0温差电动势Ex(mV) 2.9758 2.7749 2.5677 2.3469 2.1864 1.9774 1.7810 1.5817

序号1234 (Ex(i)-Ex(i+4))/(5*4) (单位:mV/℃)0.0397400.0398750.0393350.038260

铜—康铜热电偶的温差系数C(mV/℃) =_0.03931_

六、小结

1.结论:

⑴标准电池电动势Es=1.0187 V

⑵铜—康铜热电偶的温差系数C=0.040 mV/℃

2.误差分析:

⑴控温试验仪温度已达到设定温度,但电偶高温段还未被加热到指定温度,导

致误差;

⑵看指针是否指向中线时的视觉误差导致Ex测量不准;

⑶测量仪器(电位差计、检流器)的误差。

3.建议:

⑴加热仪达到设定温度后等待一会再测相应电动势;

⑵多次测量,求平均值,减小偶然读数误差;

⑶定期检查和更换仪器。

七、思考题

1. 怎样用电位差计校正毫伏表? 请画出实验线路和拟出实验步骤。

实验线路:

实验步骤:

①设被校电压表示值为U,实际电压降为U0,电势差计读数为US,则U0 = US。

电压表的指示值U与实际值U0之间的绝对误差为△U = U - U0 ;

②用电势差计对被校电压表在不同示值下进行校准,得一组△U ;

作图线△U-U(用折线联结相邻两点)即校准曲线(修正曲线)。

③利用修正曲线可以对该被校表的测量值进行修正。如果用被校表测量某一

电压所得示值为Ux,可在修正曲线上找出对应于 Ux的误差△U x,则经修正而得测量结果为:U0x = Ux - △Ux 。

2.怎样用电位差计测量电阻? 请画出实验线路。

将a、b与c、d分别接入电位差计的未知1和未知2

则待测电阻阻值Rx=R0×(U1/U2)

(其中,R0为已知电阻,U1、U2为电位差计未知1、未知2的示数)

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