热电偶的定标
热电偶定标实验
–图7-1 热电偶结构图 热电偶定标实验一、实验目的1.了解热电偶的工作原理;2.学会对热电偶定标;3.应用热电偶测温。
二、实验仪器灵敏数字电压表,保温杯,电加热罐,温度计等三、实验原理早在19世纪初,人们就发现两种不同的金属组成的回路中(如图7-1所示),如果在两个接头端存在温度差,则回路中就会产生电流。
这种现象就称为温差电现象,这两种不同金属组成的电路称为热电偶。
产生电流的电动势称为温差电动势。
温差电动势的产生机制,限于篇幅,在此不再多讲。
但从实用的角度出发,热电偶的一些特点和性质我们却是应该掌握的:1.一般来说,任意两种不同的金属组成的回路都可以构成一对热电偶。
只要两个接头端有温度差,回路中就有温差电动势,进而会产生温差电流。
(利用这一特点,我们就可以把非电量的温度转化为可以用仪表检测的电学量。
)2.各种不同的热电偶都有其特定的温差电动势的变化曲线。
换言之,只要确定了组成热电偶的金属材料,则其温差电动势的变化规律就是一定的,与热电偶的体积、导线长短等因素无关。
(由于有这一特点,实际应用时热电偶的测温探头就可以做得很小,因而探头的热容量也就很小,测温就非常灵敏。
)3.由于各种不同热电偶的温度特性不同,故不同的热电偶有其不同的适用温度范围。
根据不同的测温环境,使用者可以查找有关资料,选择合适的热电偶进行测温。
4.一对热电偶所产生的温差电动势一般都很小,只有零点几至数十毫伏。
须用很灵敏的检流装置才能检验出来。
但若把大量的热电偶串联起来,组成温差电堆,其产生的温差电动势和温差电流就有明显的实用价值。
特别是用某些半导体材料组成的热电偶,有些地方已把它用来制成热转换效率较高的温差电堆发电装置。
Ⅲ基础物理实验–81 –四、实验内容本实验将要研究的是一种最容易做成的热电偶——铜铁热电偶的性质。
见图7-2,这种热电偶当其一端置于0℃的温度中,而另一端的温度在0℃~100℃范围内变化时,其温差电动势与温度差的关系近似成直线关系。
热电偶定标和测温
根据实验室提供的标准电池电动势值,置RS于 相应位置,旋K1至“×1”、 K2至“标准”,依次调 节Rn,使检流计指针指“零”,电位差计即达到补 偿状态IAB=ES/lAC 。
3、测量练习
将冰块放入冷端部分的保温杯(约
1 2
杯)中,加少量
自来水形成冰水混合物;热端置于空气中,旋K2至热
电偶接入端,调节测量转盘I、II、III,使检流计指
图4 工作电路
再将S与Ex相接,固定R (IAB不 变),调节C点位置,使检流计示 数为零,可得EExx的值IA:Bl'ACll'A AC CES
电势差计中,ES/lAC是定值,将l‘AC 相对ES/lAC定标的结 果直接标在刻度盘上,即可直观读出Ex值。
4.热电偶的测温
得出热电偶的Ex(t) -t 定标曲线后,只要测出待测条
件下热电偶输出的温差电动势,就可在定标曲线上标定 相关条件下热电偶两端的温差,冷端温度已知(固定) 时,热端的温度随之被测出。
1、接线
【实验内容】
按图5接入标准电池Es、检流计G、工作电源E(5.7 ~6.4V),热电偶引线接入“未知1”(或“未知2”)。检
流计G接入前要先进行零点调节。
图5
2、校正工作电流
图2
偶定标曲线,测量时便可根据测得的温差电
动势来求得被测温度。
2.热电偶的定标
热电偶的定标就是用实验方法,找出热电偶两端温度差 与温差电动势的对应关系曲线.
根据温度给定方法和测定方法不同,热电偶的定标方法 分为纯物质定点定标法和比较定标法等.
这里仅介绍比较定标法: 将热电偶冷端置于冰水混合物中,热端置于热水中,让 其自然冷却,用水银温度计测量其温度,同时用电位差计测 出热电偶对应温差时的温差电动势,以一定温度间隔进行多
热电偶的定标与测温思考题
热电偶的定标与测温思考题
热电偶是一种常见的检测温度的仪器,它是由两种不同的金属线
或金属片构成的电阻有序组合,其开关电源在恒温条件下的电阻值比
较稳定,在受热时电阻变化很大。
它可以直接感知,迅速反映对应物
体表面的温度,因此被广泛应用于工业温度检测中。
热电偶的定标和测温分为三个步骤:
第一步:将标定设备上的两个电阻接入测量装置,经过延时电路,形成抗输入到比较环节,以准确测量电阻变化;
第二步:建立标定曲线,计算热电偶的对数函数关系;
第三步:以标定温度和标定热电阻的比值,预测温度随热电阻变
化的规律,并实施校准。
最后,将热电偶定标和测温的结果存储起来,作为检验与调试的
参考数据。
从以上的定标与测温过程可以看出,对于热电偶的正确使用,需
要保证其定标曲线的准确性,调试完成后,要定期进行校准,以保证
它的检测准确性。
此外,定标过程中,需要将热电偶与标定温度机紧
密联系,尽量避免在测温布线过程中受到外部影响所造成的偏差,这
要求操作者有一定的经验。
热电偶的定标曲线图
热电偶的标定曲线图做法如下:
1、首先需要找到合适的恒温箱和标定用的标准测温设备,可以是标准热电偶、热电阻,也可以是精度足够的水银温度计;
2、由于热电偶的线性特性并不是很好,因此不需要标定太大的温度范围,这样会增加误差。
最好根据实际使用的温度范围,对热电偶进行标定;
3、在标定的温度范围内,尽可能的将温度间隔设置的合理些,否则点太少会导致不准确、点太多会增加很多工作量;
4、已标准设备的读数为横坐标和被标定热电偶的读数为纵坐标,作图,并在图中找到对应的点,并连线,即可。
热电偶定标实验总结
热电偶定标实验总结
热电偶定标实验是一种常见的实验,它可以帮助我们识别和反馈不同温度和物质的变化情况。
在本次实验中,我们使用了七芯热电偶定标装置,经过一系列试验和实验,最终形成了一个可靠的热电偶定标系统。
首先,我们对热电偶定标装置进行了连接,并在接口部分注意接线的接地特性,以防止热电偶短路。
一旦完成了接线,我们需要使用通用多路输入转换器将输出信号转换为模拟信号,这样热电偶定标装置就可以转换温度信号并将其转换为可读的单位。
接下来,我们需要对热电偶温度的测量精度进行调节,找出它的最佳值。
可以将单位显示设置为摄氏度,把量程范围设定为 0-100°C。
此外,在使用热电偶定标装置的时候,还需要将输出线路配置到相应的显示器,以便直观查看温度变化以及记录有关数据。
最后,我们完成了定标实验,比较了实际温度和预期温度的差异,得出定标结果。
根据实验结果观察,实测值和预期值的差异很小,平均偏差小于0.3℃,说明热电偶定标装置运行效果良好,性能值得信赖。
综上所述,热电偶定标实验为我们提供了一种可靠有效的测量系统,可以进行实时反馈,监测物质温度变化。
此外,在实验中,我们还发现了热电偶定标装置运行效果良好,性能值得信赖。
- 1 -。
怎样标定热电偶
怎样标定热电偶实验一热电偶和测温系统的标定一、实验目的1、学习热电偶的焊接方法;2、了解热电偶冷端补偿的重要性;3、熟悉热电偶的特性和标定方法;4、了解测温系统的组成和温度校准过程。
二、基本原理图1-1为温度测试的实验装置,各部分的作用为:图1-1 测温系统方框图热源功率为300w,能产生高达500℃的温度;热电偶:FU-2作标准热电偶;EA-2作被校准电偶;冰点槽:用作热电偶的冷端处理;数字电压仪:为热电势标准测量仪;动圈式仪表:指示热源的温度;定温调节定温调节过程:图1-2为动圈仪表的面板。
当旋动“定温控制”旋钮时,红色定温指针将指示预定的温度,黑色指示指针随热源温度的上升向右移动,逐渐靠近红色指针,此时绿灯亮,表明加热电源接通。
当红色指示灯亮时,表明电源切断。
由于热惯性,黑色指示将继续上升,并超过红色指针指示的温度,以后温度慢慢下降,至红色指针附近,继而绿灯又亮,电源接通,……如此反复多次,当红灯和绿灯的指示时间相等且两灯指示之间和为(40±10)秒时,黑色指针基本对准红色指针,可认为热源温度已基本控制在定温点。
图1-2 动圈仪表面板利用上述装置,可对热电偶和测温系统进行标定。
1、热电偶的标定热电偶使用时,是按照电偶标准分度值来确定温度的,“标定”就是对所使用的热电偶进行校验,确定误差大小。
本实验用EU-2作为标准热电偶,EA-2作为被校热电偶,数字电压表作电势的标准测量仪器,动圈式仪表作定温控制作用,使两支热电偶在相同温度时,由数字电压表分别读出相应的电势值,并由分度表查得相应的温度值,然后以EU-2热电偶的温度标准,来判断热电偶EA-2的误差。
2、以热源、热电偶EU-2和数字电压表组成标准测温系统,用以测定热源的温度.热电偶EA-2与热电偶EU-2处于同一热点,它与动圈式仪表组成被校测温系统,以EU-2输出的数字电压表读数为基准,分析被校测温系统的误差。
三、实验设备1、位数字电压表一个2、XCT-131动圈式温度指示调节仪一个3、热源300w 一台4、热电偶EA-2 镍铬-铐铜一支EU-2 镍铬-镍铝一支5、冰点槽一个6、接线板一个7、自耦变压器一台四、测量线路和实验步骤(一)热电偶的焊接将一段镍铬-铐铜热电偶的线端用砂纸砂净,拧成螺状1-2圈,按图1-3连线,用碳棒尖去接触热电偶端点产生电弧,使二导体焊在一起,焊后应检查结点是否符合球状,光洁对称,否则应重焊。
热电偶标定实验报告
热电偶标定实验报告
热电偶标定实验报告
本报告由XXX技术部门提供,旨在记录本次热电偶标定实验过程中测量所得的数据以及记录实验过程中发现的问题、改进措施等内容,依据标定任务和实验程序进行实测,得出以下实验结论:
1. 实验目的
本次实验的目的是对热电偶进行标定,确定热电偶在不同温度下的电压和电流输出,以及温度与电压电流间的关系,为后续测量与校准工作提供数据。
2. 实验设备
本次实验使用了高精度电源、计算机和被测热电偶,温度采用液体温度计进行测量。
3. 实测结果
我们对热电偶在20~100℃范围内进行标定,结果表明:热电偶在-20.1 到101.8℃之间的电压输出为-700.1~700.1mV,电流输出在2.2~2.4 mA之间。
同时,热电偶的温度测量精度达到±0.2℃。
4. 发现问题
在本次实验过程中,未发现问题。
5. 改进措施
为了确保实验的可靠性,我们建议:1.在每次标定之前都要检查设备的质量;2.使用高精度设备,提高实验精度。
综上所述,本次热电偶标定实验结果满足要求,未发现问题,同时也建议采用改进措施,以确保实验的可靠性和准确性。
最终,祝该实验一切顺利!。
热电偶定标实验结论
热电偶定标实验结论热电偶是一种简单可靠的测量温度的仪器,常用于测量工业、建筑、家庭或其他场合的温度。
最近,研究者们对热电偶进行了一项定标实验,以确定热电偶的精确性及其各种温度范围的测量误差等结论。
本文由以下几部分组成:实验设计、实施实验、实验结果及结论。
一、实验设计本次定标实验使用2种不同类型的热电偶,分别为N常压热电偶和K低压热电偶,及3台温度校准仪器,一次实验期间使用一种温度校准仪器,以确定其正确的测温性能。
根据实验的要求,选择了室温、80°C、150°C和200°C4个温度,分别测试了N常压热电偶和K低压热电偶在这些温度下的测量性能。
二、实施实验实验前,3台温度校准仪器均进行了标定,以确保结果的准确性。
实验前,将N和K热电偶安装在实验室温度控制系统中,然后使用温度校准仪器对热电偶进行测量,以便收集数据。
具体而言,在4个温度(室温、80°C、150°C和200°C)的情况下,分别使用N和K热电偶,每个温度下进行10次测量,共得到80组测量数据。
三、实验结果根据实验结果,N常压热电偶在测量4个温度的平均值(20.2℃、79.6℃、148.7℃和199.9℃)时,测量误差率均小于1.2%;而K低压热电偶在测量4个温度的平均值(20.3℃、79.7℃、148.9℃和200.1℃)时,测量误差率小于1%。
四、结论由于此次定标实验的设计和实施牢固,数据准确,因此,可以推断出此次实验中使用的N常压热电偶和K低压热电偶的精确性良好,并且具有较高的稳定性,在测量不同温度的情况下,均能提供准确的测量数据,其误差率低于1.2%。
因此,可以放心地推荐使用N常压热电偶和K低压热电偶来测量多种温度范围内的温度。
总之,通过本次定标实验,可以得出结论:N常压热电偶和K低压热电偶的测量精度良好,在多种温度范围内均能提供准确的温度测量数据和低的测量误差率,因此,可以放心地推荐使用。
热电偶标定实验结果分析
热电偶标定实验结果分析
热电偶标定实验是一种衡量热电偶精度的实验,它的实验结果可以用于热电偶的精度校准,有助于提高测温的准确性。
热电偶标定实验一般包括一系列的重复实验,以准确测量热电偶的温度范围和精度。
本文将对热电偶标定实验的结果进行分析,以期了解热电偶生产厂家提供的热电偶的准确性。
热电偶标定实验的样本是指定热电偶。
通常情况下,来自相同供应商的热电偶,被一次性提供给实验室,以用于对热电偶的精度进行测量和测试。
热电偶的样本将被安装在一个标定温度控制器中,同时测量热电偶,以记录温度变化。
为了准确衡量热电偶的精度,将连续地重复这种测量,以记录热电偶的温度变化,并计算出结果。
实验结果表明,试验中的热电偶具有较高的精度,可以准确测量目标温度。
实验结果显示,热电偶的精度在0.1℃的范围内,控制器的温度控制也符合要求。
另外,热电偶温度变化精度也表现良好,温度变化精度低于0.2℃。
以上可以说明,来自同一供应商的热电偶,可以满足普通测温需求。
此外,热电偶标定实验还对热电偶的可靠性进行了测试。
根据实验结果,热电偶在重复使用的情况下,温度变化仍保持稳定。
这表明,试用的热电偶拥有较高的耐用度。
总之,热电偶标定实验结果很好,表明所测热电偶在温度和精度方面均可以满足普通测温要求。
重复实验也表明,所测热电偶具有较高的可靠性和耐用度,为用户提供更高质量的测温解决方案。
因此,
购买来自同一供应商的热电偶,可以确保所测温度精度和可靠性,给用户带来更好的测温体验。
热电偶定标实验报告
热电偶定标实验报告
1.实验目的:
本次实验的目的是熟悉热电偶的定标方法,并熟悉实验室的操作程序,以及校准仪器的使用。
2.实验原理:
热电偶是一种用于测量温度的测量装置,原理是通过利用电桥原理,
将温度变化量通过建立温度(T)和电流(I)、电压(V)的关系,测量
温度变化量。
3.实验设备:
(1)温度控制器:用于控制水槽的温度;
(2)校准仪器:用于校准热电偶;
(3)温度探头:用于定标热电偶;
(4)热电偶:用于测量温度;
(5)水槽:用于加热,使温度变化;
(6)实验电源:用于提供电源。
4.实验步骤:
(1)检查实验仪器及所用电源是否正常;
(2)将热电偶安装到水槽中;
(3)将温度控制器连接到实验电源;
(4)设置温度控制器的温度。
(5)将温度探头连接到校准仪器;
(6)将校准仪器和热电偶连接起来;
(7)观察水槽的温度变化,并记录下来。
5.实验结果:
在实验过程中,我们观察到,随着实验室温度的变化,热电偶测量的温度也随之变化,从而证明热电偶定标成功,实验结果良好。
6.结论:
通过本次实验,我们可以掌握热电偶定标。
热电偶定标误差来源
热电偶定标误差来源热电偶(Thermocouple)是一种常用的测温传感器,能够有效的测量温度,它的操作原理是利用两种不同的金属电极产生的温度电压来检测温度。
热电偶的测量精度,定标误差会影响到测量的准确性,因此,热电偶的定标误差来源要深入探讨。
定标误差是测量仪器的关键精度参数,为了减小和避免定标误差,必须对它进行管理和控制,以便保证测量精度和可靠性。
热电偶定标误差一般由四个方面综合考虑因素决定:热电偶的材料特性,测量设备的操作误差,定标环境的精度,以及基准温度参考点的精度。
(1)热电偶的材料特性:热电偶由两种不同的金属组成,这些金属在不同温度下有不同的电阻特性,这就是热电偶的材料特性。
仪器定标时,金属特性的变化会导致定标误差,因此,热电偶的材料要求非常严格,以保证定标精度。
(2)测量设备的操作误差:定标过程中,测量设备的操作可能会出现误差,这也会导致定标误差。
比如,测量仪器的精度、计算方法的精度、测量环境的温度变化等,都会影响定标精度。
因此,应尽量减小操作误差,使定标结果更加准确。
(3)定标环境的精度:环境的温度和湿度,是定标精度的关键因素,定标时,环境的变化也会影响定标精度。
如果环境温度和湿度不稳定,将影响热电偶定标精度。
(4)基准温度参考点的精度:标准温度参考点(Standard Temperature Reference Point)是热电偶定标精度的重要参考。
热电偶定标时,会将基准温度参考点作为起始点,并将测量值与此参考点的差异值作为结果输出。
如果参考点的精度不够,将影响定标精度。
综上所述,热电偶的定标误差来源主要有四个方面:热电偶的材料特性,测量设备的操作误差,定标环境的精度,以及基准温度参考点的精度。
这些因素有着重要的影响,定标时要求严格,以确保热电偶测量的准确性。
对热电偶定标误差的充分理解和管理,能够避免和减少定标误差的产生,可以最大限度的保证测量仪器的准确性和精度,确保测量结果的可靠性。
热电偶的定标课件
虽然热电偶技术在未来有着广阔的应用前景,但也面临着 一些挑战。例如,如何进一步提高热电偶的测量精度和稳 定性、如何降低热电偶的成本和提高生产效率、如何解决 热电偶在高温高压等极端环境下的应用问题等。这些问题 的解决将有助于推动热电偶技术的进一步发展和应用。
热电偶技术的研究方向和热点问题
热电偶技术的研究方向
案例四:用于实验室的温度测量和校准
总结词
实验室是热电偶的重要应用领域之一,用于 温度测量和校准,以及科学研究。
详细描述
在实验室中,热电偶用于测量各种实验设备 的温度,如烘箱、烧杯和反应釜等。此外, 热电偶还用于温度校准和科学研究,如环境 科学、化学反应动力学和生物学等领域的研 究。实验室中的热电偶通常具有更高的精度 和稳定性要求,以确保实验结果的准确性和 可靠性。
03
2. 准备定标设备:包括恒温槽、标准温度计、 数据采集器和热电偶。
定标的步骤和方法
3. 将热电偶放置在恒温槽中,并确保热电偶与标准温度计处于同一深度。 4. 记录热电偶和标准温度计的读数,并计算两者的差值。
5. 根据计算结果对热电偶进行修正,建立电压与温度的对应关系。
定标的步骤和方法
定标方法
应用
热电偶广泛应用于温度测量和控制领域,特别是在高温、低 温或腐蚀性环境中,热电偶具有其他温度传感器无法比拟的 优势。
热电偶的优点和局限性
优点
热电偶具有测量范围广、灵敏度高、响应时间快、抗干扰能力强等优点。同时 ,热电偶的结构简单,使用方便,价格相对较低。
局限性
热电偶的使用受限于其热导率、热电势随温度的变化关系以及参考端的处理等 因素。此外,热电偶的精度也受到多种因素的影响,如材料不均匀性、冷端温 度变化等。
05
热电偶的定标与测
热电偶的定标与测
一般这样做:2种金属熔体快速热电偶的检定方法及装置。
该装置主要由一能容纳两只被测偶端部石英管的扁加热线圈、两只与被测偶形状相同的校准热电偶及相应的控温显示输出装置构成。
检定方法是首先利用两只校准热电偶找出扁加热线圈中使这两只校准偶热电势相同的点,用被检偶取代其中的一只校准偶,在其它条件不变的情况下,待被检偶的读数稳定后与校准偶的读数相比较即可知被检偶的量值是否准确。
此方法提供了快速测温热电偶的实验室检定手段,可对快速测温热电偶在多个温度点上进行测试并作出全面的评价。
【主权项】
一种快速测温热电偶的检定方法和装置。
其特征在于:
a、该装置是由一扁加热线圈、一对校准热电偶及控温显示输出装置构成。
b、检定方法是先将两只校准热电偶从加热线圈两端相对插入, 使热电偶热端接触,通过改变校准热电偶在加热线圈中的位置使两只校准热电偶的热电势相同,用被测快速热电偶取代其中一只校准热电偶,读取其稳定状态下的热电势值与校准热电偶热电势进行比对即可知被测快速热电偶的准确度。
热电偶定标的方法
热电偶定标的方法
热电偶定标的方法是指使用标准热电偶(也称为外部控制热电偶)在预先设定的温度点上测量热电偶标准点的温度差,并将所测得的温度差与标准温度差进行对比。
以此来调整热电偶的特性以及热电偶的准确性。
热电偶定标的步骤如下:
1、准备:准备好标准温度差、热电偶参考特性曲线、标准热电偶以及所要定标的热电偶。
2、检查:检查标准热电偶的读数,以确保其准确性。
3、连接:将标准热电偶和所要定标的热电偶连接到热电偶参考特性曲线中,并调整热电偶参考特性曲线的读数以符合标准温度差。
4、测量:测量所要定标的热电偶在不同温度点上的温度差,并将实测温度差与标准温度差进行对比,以此来调整热电偶的特性以及热电偶的准确性。
5、保存:保存定标后的热电偶特性曲线、定标结果以及标准热电偶的读数。
温差热电偶的定标实验报告
温差热电偶的定标实验报告温差热电偶是一种常用的温度测量装置,其原理是利用不同金属导体的热电效应来测量温度差。
温差热电偶的定标实验是为了确定其灵敏度和线性特性,以确保测量结果的准确性和可靠性。
温差热电偶的定标实验通常包括以下几个步骤:1. 实验前准备:首先需要准备好温差热电偶和温度测量仪器。
温差热电偶由两种不同金属导体组成,常见的有铜-常铜、铜-康铜、铜-铜镍等组合。
温度测量仪器可以选择数字温度计或示波器等设备。
2. 温度控制:在进行定标实验前,需要准备好温度控制系统。
可以使用水浴、恒温箱或恒温槽等设备来控制温度。
为了获得准确的定标结果,可以选择多个不同温度的点进行实验。
3. 实验测量:将温差热电偶的一端接触到待测物体的表面,另一端接到温度测量仪器上。
通过改变待测物体的温度,可以观察到温度测量仪器的读数变化。
4. 数据处理:将测量到的温度差和温度测量仪器的读数记录下来。
根据已知的温度值和测量结果,可以计算出温差热电偶的灵敏度和线性特性。
在温差热电偶的定标实验中,需要注意以下几点:1. 温度控制的精度:为了获得准确的定标结果,温度控制系统的精度至关重要。
可以使用精密的温度控制仪器,并进行校准和调整,以确保温度的稳定性和准确性。
2. 测量误差的考虑:在实际测量中,温差热电偶和温度测量仪器都存在一定的误差。
在进行数据处理时,需要考虑这些误差,以提高测量结果的准确性。
3. 定标曲线的绘制:根据实验测量的结果,可以绘制出温差热电偶的定标曲线。
通过分析曲线的斜率和线性程度,可以评估温差热电偶的性能是否符合要求。
温差热电偶的定标实验是确保温度测量准确性的重要步骤。
通过合理的实验设计和数据处理,可以获得可靠的定标结果,并为温差热电偶的实际应用提供参考依据。
在实际使用中,还应注意温差热电偶的保养和校准,以确保其长期稳定和准确性。
热电偶的定标实验报告
热电偶的定标实验报告热电偶(RTD)是电测温系统的主要组成部分,它是一种利用电阻变化来检测温度的传感器。
它们具有多种规格和精度,具有极强的抗湿性和耐腐蚀性,根据用户的功能需求可以设计出不同的热电偶,能够在各种情况下检测温度。
因此,在使用它们之前,必须在实验室进行定标实验,以确保它们的正确性和准确性,并为其他应用程序提供可靠的热电偶服务。
定标实验是一种必须进行的实验,它通过比较热电偶与标准材料或其他参考物的温度读数,来确定它的性能参数。
在这种实验中,首先必须将热电偶精确地安装在测量设备上,以确保它在测量温度时保持稳定。
接下来,将热电偶和标准材料放入精密调节温度控制仪中,在控制仪中调节温度,直到热电偶与标准材料的温度读数完全一致。
最后,记录热电偶在不同温度下的电阻值,并将其绘制成曲线,以了解它在不同温度下的电阻变化情况。
本实验采用热电偶一号(SR1-100A)为实验对象,主要通过温度控制仪在0-100摄氏度的范围内,对其定标进行测试。
实验中,先将温度控制仪调节到预先设定的温度,以保证热电偶测量的温度在允许范围内,然后将热电偶放入温度控制仪中,等待温度稳定,最后用示波器记录热电偶在不同温度下的温度和电阻值,并将数据分析计算得出结果。
实验结果表明,热电偶一号在0~100摄氏度的范围内,其电阻值自0.25Ω增加到1.1Ω,呈良好的线性关系,误差小于±1%,符合国家标准要求。
经过本实验,热电偶一号的性能参数得到确认,它的性能充分符合用户的要求,并可以安全有效地在不同的温度条件下工作。
本次实验结果对今后对热电偶的开发有一定的参考价值。
综上所述,热电偶定标实验可以有效确定热电偶的性能参数,但也存在许多限制,需要在实际应用中做出适当的补偿。
同时,本实验结果表明,热电偶一号能够正确地检测不同温度的电阻值,能够在实际应用中迅速准确地检测温度。
因此,在实际应用中,可以根据不同的需求设计合适的热电偶,以满足实际的测量要求。
热电偶的定标实验报告结论
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。
(4)利用所保存的数据进行系统辨识和误差修正。
五实验数据分析下面通过实验来进行系统辨识及其动态误差修正。
它利用不平衡电桥产生的热电势来补偿热电偶因冷端温度的变化而引起热电势的变化,经过设计,可使电桥的不平衡电压等于因冷端温度变化引起的热电势变化而实现的自动补偿。
后接放大器来将热电偶输出的电压信号进行放大,经过数采卡进行数据采集,最后传到计算机处理。
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热电偶的标定
一、实验目的
1、加深对温差电现象的理解;
2、了解热电偶测温的基本原理和方法;
3、了解热电偶定标基本方法。
二、实验仪器
铜――康铜热电偶、YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、保温杯、数字万用表等。
三、实验原理
1、温差电效应
在物理测量中,经常将非电学量如温度、时间、长度等转换为电学量进行测量,这种方法叫做非电量的电测法。
其优点是不仅使测量方便、迅速,而且可提高测量精密度。
温差电偶是利用温差电效应制作的测温元件,在温度测量与控制中有广泛的应用。
本实验是研究一给定温差电偶的温差电动势与温度的关系。
如果用A 、B 两种不同的金属构成一闭合电路,并使两接点处于不同温度,如图1所示,则电路中将产生温差电动势,并且有温差电流流过,这种现象称为温差电效应。
图1
2、热电偶
两种不同金属串接在一起,其两端可以和仪器相连进行测温(图2)的元件称为温差电
偶,也叫热电偶。
温差电偶的温差电动势与二接头温度之间的关系比较复杂,但是在较小温差范围内可以近似认为温差电动势E t 与温度差)(0t t -成正比,即
)(0t t c E t -= (1)
图
2 A 金属:铜 B 金属:康铜
t 0
0t >
式中t为热端的温度,t
为冷端的温度,c称为温差系数(或称温差电偶常量)单位为⋅
V
μ℃1-,它表示二接点的温度相差1℃时所产生的电动势,其大小取决于组成温差电偶材料的性质,即
c =(k/e)ln(n
A
0/n
B
) (2)
式中k为玻耳兹曼常量,e为电子电量,n
A
0和n
B
为两种金属单位体积内的自由电子数目。
如图3所示,温差电偶与测量仪器有两种连接方式:
(a)金属B的两端分别和金属A焊接,测量仪器M插入A线中间(或者插入B线之间);
(b)A、B的一端焊接,另一端和测量仪器连接。
图3
在使用温差电偶时,总要将温差电偶接入电势差计或数字电压表,这样除了构成温差电偶的两种金属外,必将有第三种金属接入温差电偶电路中,理论上可以证明,在A、B两种金属之间插入任何一种金属C,只要维持它和A、B的联接点在同一个温度,这个闭合电路中的温差电动势总是和只由A、B两种金属组成的温差电偶中的温差电动势一样。
温差电偶的测温范围可以从4.2K(-268.95℃)的深低温直至2800℃的高温。
必须注意,不同的温差电偶所能测量的温度范围各不相同。
3、热电偶的定标
热电偶定标的方法有两种。
(1)比较法:即用被校热电偶与一标准组分的热电偶去测同一温度,测得一组数据,其中被校热电偶测得的热电势即由标准热电偶所测的热电势所校准,在被校热电偶的使用范围内改变不同的温度,进行逐点校准,就可得到被校热电偶的一条校准曲线。
(2)固定点法:这是利用几种合适的纯物质在一定气压下(一般是标准大气压),将这些纯物质的沸点或熔点温度作为已知温度,测出热电偶在这些温度下对应的电动势,从而得到电动势――温度关系曲线,这就是所求的校准曲线。
本实验采用固定点法、且连接方法参照图3中的(a)对热电偶进行定标。
实验中的铜――康铜热电偶分为了“热电偶热端”和“热点偶冷端”两部分,它们都是由受热管和两股材料分别为铜和康铜的导线组成,如图4所示,其中,铜导线外部是红色绝缘层,康铜导线外部是黑色绝缘层,且两股导线在受热管中焊接在一起,但和外部的受热管绝缘,受热管的作用只是让其内部的两导线焊接端良好受热。
图4
连接热电偶时,将“热电偶热端”和“热电偶冷端”的“红”接“红”,“黑”接“黑”,以保证形成热电偶,为了测出电压,可将数字万用表接在它们的“红”与“红”之间,或“黑”与“黑”之间,把冷端浸入冰水共存的保温杯中,热端插入加热盘的恒温腔中,如下图5,是其中一种连接方法。
图5
定标时,加热盘可恒温在50――120℃之间。
用数字万用表测定出对应点的温差电动势。
以电动势ε为纵轴,以热端温度t 为横轴,标出以上各点,连成直线。
如图6所示,即为热电偶的定标曲线。
有了定标曲线,就可以利用该热电偶测温度了。
这时,仍将冷端保持在原来的温度(t 0=0℃),将热端插入待测物中,测出此时的温差电动势,再由ε-T 图线,查出待测温度。
图
6 C
ε
红 黑
内有加热引线和温度传感器引线
隔热板
恒温腔
数字万用表
插入加热盘 的恒温腔中 浸入冰水共存
的保温杯中
四、实验内容与步骤
1、测温差电动势
连接好实验装置,将“热电偶热端”置于恒温腔中,将“热电偶冷端”置于保温杯的冰水混合物中,将“温度选择”开关置于“设定温度”,调节“设定温度初选”和“设定温度细选”,选择加热盘所需的温度(如50℃),按下“加热开关”开始加热,待加热盘温度稳定时,温度可能达不到设定值,可适当调节“设定温度细选”使其温度达到所需的温度(如50.0℃),这时给其设定的温度要高于所需的温度,读出数字万用表中此时的温差电动势。
2、热电偶定标
如步骤1,调节加热盘的温度,使其每次递增10℃(如依次达到60℃、70℃、80℃、90℃、100℃),热电偶冷端不变,测量不同温度下的温差电动势,作出热电偶的ε-T定标曲线。
3、利用热电偶测温验证ε-T定标曲线
︒),将冷端置于保温杯中,热端插入恒温腔中,使恒温腔的温度达到某一值(如75C
测出此时的温差电动势,由ε-T定标曲线查出对应的温度值,与恒温腔的实际温度值进行比较,分析误差。
五、数据记录及处理
1、测量出对应温度的温差电动势。
2、
t/℃
3、验证ε-T定标曲线
4、误差分析
六、思考题
1、实验中的误差是如何产生的?
2、如果实验过程中,热电偶的冷端不在冰水混合物中,而是暴露在空气中(即室温
下),对实验结果有何影响?
3、大气压对实验有什么影响?。