一热电偶与热电阻的特性

实验一热电偶与热电阻的特性实验

一、实验目的

1、熟悉热电偶与热电阻的结构。

2、掌握热电偶与热电阻的测温原理和方法。

3、掌握热电偶分度表与热电阻分度表的使用方法。

4、熟悉恒温器的使用方法。

二、实验设备

1、K型和E型热电偶各1支

2、Pt100和Cu50热电阻各1支

3、加热恒温装置1套

4、数字万用表1块

5、水银温度计1支

6、热电偶与热电阻分度表各1套

三、实验原理

1、热电偶测温原理

将两种不同性质导体的一端焊接起来，即构成一支热电偶。当热电偶的两端温度不同时，在热电偶回路中将产生热电势；如果冷端温度恒定，则热电势只与热端温度有关。因此测出热电势，查相应型号的热电偶分度表，即可测得热端温度。

2、热电阻测温原理

将热电阻插在测温场所，被测温度变化会引起金属电阻值变化，测出电阻值，查相应型号的热电阻分度表，便可测得温度的数值。

四、温度控制器的使用方法

图1 温度控制器操作面板示意图

操作方法：以温度控制在40℃为例，将控制器电源开关打到开的位置后，指示灯亮，开始加温，温度数字显示表的温度值应慢慢增加。当指示灯开始闪烁，表明已达到恒温的温度值。如果此时恒温温度值高于或低于40℃，则需对设定值进行调整。

由于恒温箱有一定的升温惯性，为了提高实验的效率，最好先将温度设定值定得稍低于40℃，例如37℃。当温度接近40℃恒温时，再稍微提高温度设定值。当温度稳定在40℃时，就开始测量各支热电偶的热电势以及各支热电阻的电阻值，并做好记录。

40℃档实验结束后，进行50℃、60℃档实验，操作方法相同。

五、实验步骤

1、了解恒温箱工作原理。打开恒温箱，查看恒温箱的内部结构。理解后封闭好恒温箱。

2、将两支热电偶、两支热电阻及水银温度计的测温端同时插入恒温装置相应孔内。

3、用万用表的mV档分别测出K型和E型热电偶输出的热电势值；用万用表的欧姆档分别测出Pt100和Cu50热电阻的电阻值，记录数据；读取水银温度计数值，测出当前恒温炉内温度，记为t0。

4、打开温度控制器电源，用验电笔测试控制器外壳是否带电，如带电必须处理好后方可进行实验操作。

5、设定控制温度值为36℃，然后开始恒温箱加热。等待恒温箱升温并控制恒定在40℃时，用万用表的mV档分别测出K型和E型热电偶输出的热电势值，用万用表的欧姆档分别测出Pt100和Cu50热电阻的电阻值，记录数据。

6、将控制温度依次设定在46℃和56℃，重复第3步，控制恒定在50℃及60℃,并记录数据。

7、完成后，分析结果，填写实验报告。

8、关闭加热恒温装置电源，复原实验器具，清理实验现场，整理数据并完成实验报告。

表1 热电偶热电势与温度数据 （0t = ℃）

其中，根据中间温度定律00(,0)(,)(,0)E t E t t E t =+，利用相应分度号的热电偶分度表即可求出由热电偶所测量出的温度值。K 型热电偶按测量范围为0℃~1000℃、E 型热电偶按测量

范围为0℃~800℃计算折合误差。精度按1.5判断是否合格。

表2 热电阻电阻值与温度数据

（0t = ℃）

六、思考题

1、热电偶与热电阻在结构上有何不同？

2、为什么热电偶在加热前测得的热电势会等于0mV ，而热电阻在加热前测得的电阻值却不为0Ω？

3、在测量相同的温度时，不同的分度号热电偶所产生的热电势是否一样？不同分度号的热电阻的电阻值是否一样？

4、热电偶与热电阻在测温过程中应该注意什么问题？

5、如果发现生产现场某个温度表没有指示，该如何判断是热电偶损坏，还是测量线路出现故障?