热电偶测温仪
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热电效应实验报告热电效应实验报告引言:热电效应是研究热能和电能之间相互转化的重要现象之一。
在这个实验中,我们将探究热电效应的基本原理和应用,并通过实验验证热电效应的存在和性质。
实验目的:1. 了解热电效应的基本原理;2. 掌握热电效应的测量方法;3. 验证热电效应的存在和性质。
实验器材:1. 热电偶:由两种不同金属导线组成,常用的有铜-铁热电偶和铜-康铜热电偶;2. 热电偶测温仪:用于测量热电偶产生的电压信号,并将其转化为温度值;3. 温度控制装置:用于控制实验环境的温度。
实验步骤:1. 准备工作:将热电偶两端的导线与热电偶测温仪相连,并将热电偶的一端固定在温度控制装置上;2. 实验一:保持温度控制装置的温度不变,记录热电偶产生的电压值,并通过热电偶测温仪将其转化为温度值;3. 实验二:改变温度控制装置的温度,重复步骤2,并记录电压和温度值;4. 实验三:使用不同种类的热电偶重复步骤2和3,比较不同热电偶的性能差异。
实验结果与分析:通过实验一,我们可以观察到热电偶在恒定温度下产生的电压值,并将其转化为相应的温度值。
实验二中,我们改变温度控制装置的温度,发现热电偶产生的电压值随温度的变化而变化,进一步验证了热电效应的存在。
实验三则通过比较不同种类的热电偶的性能差异,可以得出不同热电偶的适用范围和优缺点。
讨论与应用:热电效应在实际生活中有着广泛的应用。
例如,热电偶被广泛应用于温度测量领域,如工业生产、医疗设备和科学研究等。
热电效应还可以用于能量回收和热电发电等领域。
通过利用温差产生的电压,可以将热能转化为电能,从而实现能源的有效利用。
结论:通过本次实验,我们深入了解了热电效应的基本原理和应用,并通过实验验证了热电效应的存在和性质。
热电效应在现代科技中扮演着重要的角色,对于能源利用和温度测量等方面有着广泛的应用前景。
通过进一步研究和探索,我们可以更好地利用热电效应,推动科技进步和社会发展。
高温是如何测量的高温是指较高的温度,通常超过常温的数十度甚至上百度。
高温的测量是许多领域中非常重要的一项工作,尤其是在工业生产过程中,对于确保设备的稳定运行和保障工作环境的安全具有重要意义。
本文将介绍高温测量的原理、方法以及常用的高温测量仪器。
在高温测量中,最常用的方法之一是使用热电偶。
热电偶是一种将两种不同金属材料组合在一起形成的传感器,当两种金属材料的接触处受到温度变化时,会产生微小的电压差。
这个电压差可以通过仪器接收和测量,从而得出被测温度。
热电偶可以测量非常高的温度,最高可达到2000摄氏度以上,因此在高温测量中被广泛应用。
除了热电偶,还有一种常见的高温测量方法是红外线测温。
红外线测温利用的是物体发射和吸收红外线的原理,通过测量物体发出的红外线辐射量,推算出物体表面的温度。
相比于热电偶,红外线测温无需与被测物体有直接接触,因此更加方便和安全。
红外线测温的应用范围广泛,可以用于钢铁、化工、电力、冶金等高温工况下的温度测量。
此外,还有一些其他的高温测量方法。
比如,电阻测温法利用材料的电阻与温度之间的关系来测量高温。
电阻测温法用于测量液体、气体或固体中的温度,在特定温度区间内具有较高的测温精度。
还有热焦电测温法,利用材料的热焦电效应来测量温度,适用于较高温度下的测量。
在高温测量中,需要使用专门的高温测量仪器。
常见的高温测量仪器包括热电偶、红外线测温仪、温度计等。
这些仪器都具备高温下的工作能力和测温精度,并且有各自独特的测温原理与测量范围。
选择合适的测温仪器需要根据具体的测量要求和被测物体特性来进行。
在使用高温测量仪器时,需要注意以下几点。
首先,要保证测量仪器本身能够耐受高温环境,并具备防护措施,以防止损坏。
其次,在高温测量时,要确保仪器与被测物体之间有良好的接触,以保证准确的温度测量。
最后,要定期校准测温仪器,以确保其测温精度和可靠性。
总结起来,高温测量是许多领域中不可或缺的工作。
通过使用热电偶、红外线测温等方法,以及选择合适的测温仪器,可以准确地测量高温环境下的温度。
简述热电偶及其测温原理一、引言热电偶是一种常用的温度传感器,广泛应用于各种领域。
本文将详细介绍热电偶及其测温原理。
二、热电偶的构成热电偶由两种不同金属导线组成,通常为铜和常见的合金铬-镍或铬-镍-铁。
这两根导线在一端焊接在一起,称为“热端”,另一端分别连接到测量仪器中,称为“冷端”。
三、热电偶的工作原理当两种不同金属导线组成的热电偶的两端温度不同时,就会产生一个电动势(EMF),这个现象被称为“塞贝克效应”。
这个电动势与温差之间的关系是线性的。
四、测量温度通过测量热电偶产生的EMF可以计算出温度。
但是需要注意到,在实际应用中,我们并不能直接测量出热端和冷端之间的温差,而只能测量出它们之间产生的EMF。
因此,需要使用标准表格或者计算公式来将EMF转换成相应的温度值。
五、特点热电偶具有响应速度快、测量范围广、精度高、可靠性好等特点,同时价格较为实惠。
由于其在不同的温度范围内表现出不同的特性,因此可以根据需要选择不同种类的热电偶。
六、应用热电偶被广泛应用于各种领域,如工业自动化控制、航空航天、医疗设备等。
在工业生产中,常用于测量高温或低温环境下的温度,如冶金行业中的炉温测量,汽车行业中的发动机温度测量等。
七、注意事项在使用热电偶时需要注意以下几点:1. 确保连接牢固:由于热电偶是通过两根金属导线连接而成,因此需要确保连接处牢固可靠。
2. 避免弯曲:弯曲会导致导线内部产生微小裂纹或者变形,从而影响测量精度。
3. 防止氧化:铜和合金铬-镍或铬-镍-铁易受氧化影响,因此需要定期清洗和维护。
4. 避免磁场干扰:热电偶对磁场敏感,因此需要避免磁场干扰。
八、结论通过本文的介绍,我们了解到了热电偶的构成、工作原理、测量温度方法、特点和应用等方面的内容。
在实际应用中,我们需要注意以上几点,以确保热电偶的测量精度和可靠性。
热电偶定标实验报告热电偶定标实验报告引言:热电偶是一种常用的温度测量传感器,可广泛应用于工业控制、实验室研究等领域。
本次实验旨在通过对热电偶的定标实验,了解其工作原理以及验证其准确性和稳定性。
一、实验原理热电偶是利用两种不同金属的热电效应产生电动势,从而实现温度测量的仪器。
热电偶由两根不同金属的导线组成,两端焊接在一起形成一个回路。
当两端温度不同时,由于两种金属的热电效应不同,就会产生电动势。
二、实验装置本次实验采用了标准的热电偶测温系统,包括热电偶、测温仪、恒温槽等。
热电偶选用了铜-铜镍合金热电偶,测温仪采用了数字显示仪表。
三、实验步骤1. 准备工作:将热电偶插头与测温仪连接,确保连接牢固。
2. 温度校准:将热电偶的测温端插入恒温槽中,调节恒温槽的温度,待温度稳定后,记录测温仪的示数。
3. 温度变化测量:将热电偶的测温端分别插入不同温度的介质中,记录测温仪的示数,并观察示数的变化趋势。
4. 数据处理:根据测温仪示数和对应的温度值,绘制热电偶的温度特性曲线。
四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了热电偶的温度特性曲线。
曲线显示出热电偶的输出电动势与温度之间的线性关系,符合热电偶的工作原理。
同时,我们还观察到在不同温度下,热电偶的输出电动势有所变化,这与热电偶的特性相符。
在实验过程中,我们还注意到热电偶的响应速度较快,能够迅速感知温度的变化。
这使得热电偶在工业控制领域得到广泛应用,能够满足对温度变化快速响应的需求。
五、实验误差分析在实验中,由于测量设备的精度限制以及环境因素的影响,可能会产生一定的误差。
例如,温度梯度对热电偶的测量结果会产生影响,因此在实验过程中要尽量减小温度梯度。
此外,由于热电偶的材料和制造工艺不同,不同型号的热电偶具有不同的特性,因此在实际应用中,需要根据具体情况选择适合的热电偶。
六、实验结论通过本次热电偶定标实验,我们深入了解了热电偶的工作原理,并验证了其准确性和稳定性。
实验结果表明,热电偶能够快速、准确地测量温度,并具有良好的线性特性。
供热室内温度测量方法室内温度测量在供热系统中起着重要的作用,它能够帮助调节供热系统的运行,确保用户在冬季获得舒适的室温。
本文将介绍一些常用的供热室内温度测量方法。
1. 热电偶测温法热电偶测温法是一种常用的室内温度测量方法。
它利用两种不同金属的热电势差随温度变化的特性来测量温度。
热电偶由两种金属导线组成,当热电偶的两个接点温度不同时,就会产生热电势差。
通过测量热电势差,可以计算出温度的数值。
2. 热敏电阻测温法热敏电阻测温法是一种利用热敏电阻随温度变化而改变电阻值的原理来测量温度的方法。
热敏电阻是一种温度敏感的电阻,它的电阻值随温度的升高而降低,反之亦然。
通过测量热敏电阻的电阻值,可以计算出温度的数值。
3. 红外线测温法红外线测温法是一种非接触式的温度测量方法,它利用物体自身发射的红外线辐射来测量温度。
物体的温度越高,发射的红外线辐射越强。
红外线测温仪通过接收红外线辐射,将其转换为温度数值显示出来。
这种方法不需要接触物体,适用于测量远距离或难以接触的物体的温度。
4. 温度传感器测温法温度传感器测温法是一种常用的室内温度测量方法。
温度传感器通常采用电子温度传感器,如硅温度传感器或铂电阻温度传感器。
温度传感器测温法的原理是利用温度传感器的电特性随温度变化而改变的特点来测量温度。
温度传感器将温度转换为电信号,通过测量电信号的数值,可以计算出温度的数值。
综上所述,供热室内温度的测量方法包括热电偶测温法、热敏电阻测温法、红外线测温法和温度传感器测温法。
每种测温方法都有其特点和适用范围,根据实际情况选择合适的测温方法可以提高测温的准确性和可靠性。
在实际应用中,还需要注意测温设备的安装位置、环境影响因素等因素,以确保温度测量的准确性和稳定性。
热电偶温度测量步骤说明书前言:热电偶是一种常用的温度测量设备,利用温度和电压的线性关系进行测量,广泛应用于工业生产和科学研究领域。
本说明书将详细介绍热电偶温度测量的步骤和操作要点,以帮助用户正确、准确地使用热电偶进行温度测量。
I. 器材准备在进行热电偶温度测量之前,首先要确保以下器材准备齐全:1. 热电偶:选择适合测量温度范围的热电偶,并检查其外观是否完好。
2. 测温仪表:使用符合要求的数字温度计或其他温度测量仪表,确保其稳定性和准确性。
3. 连接线:选用符合要求的热电偶连接线,连接端子牢固可靠。
II. 步骤说明1. 确定测量位置:根据实际需求,确定热电偶的测量位置。
注意选择位置避开可能影响测量准确性的因素,如辐射热源、振动源等。
2. 清洁准备:使用干净、柔软的布或纱布将测量位置进行清洁,确保无尘、无油污等污染物存在。
3. 连接热电偶:将热电偶的接头插入测量位置,确保插头与测量物体紧密接触。
注意避免弯曲或拉伸热电偶连接线,避免产生测量误差。
4. 连接测温仪表:将测温仪表的热电偶输入端与热电偶连接线的接线端子相连,确保接触良好。
5. 仪器校准:在进行真实温度测量之前,对测温仪表进行校准,确保其准确性。
可采用标准温度源进行对比校准,或根据仪表说明书进行校准操作。
6. 测量读数:打开测温仪表的电源,观察读数稳定后记录温度值。
注意及时记录读数,避免温度变化导致测量误差。
III. 注意事项1. 安全性:在进行热电偶温度测量时,要注意安全操作,避免触电、火灾等可能出现的危险情况。
2. 精度要求:根据实际需求,选择合适的热电偶和测温仪表,以满足精度要求。
注意不同型号的热电偶和仪表可能具有不同的测量误差范围。
3. 温度范围:在使用热电偶进行温度测量时,要注意选择适合的温度范围,避免超出热电偶的工作范围造成损坏。
4. 环境干扰:避免热电偶受到周围环境的干扰,如强磁场、电磁辐射等,以保证测量的准确性。
5. 维护保养:定期检查热电偶和测温仪表的状态,确保其正常工作。
实验室用的温度计的量程实验室中常用的温度计具有不同的量程范围,这是为了适应实验室中各种温度测量需求的不同。
下面是一些常见的实验室温度计及其相关参考内容:1. 普通玻璃温度计:普通玻璃温度计是实验室中最常见的一种温度计。
其量程通常在-10℃到110℃之间,可以在常温到沸点范围内进行温度测量。
这种温度计使用简单方便,适用于一般实验室常温下的温度测量。
2. 高精度玻璃温度计:高精度玻璃温度计适用于对温度测量有更高要求的实验。
其量程通常在-50℃到250℃之间,可以在更宽的温度范围内进行精确的温度测量。
这种温度计通常具有更高的精度和稳定性。
3. 热电偶温度计:热电偶温度计是一种基于热电效应原理测量温度的仪器。
热电偶温度计的量程范围广泛,可以覆盖从极低温度到极高温度范围。
常见的热电偶温度计量程范围可以达到-250℃到+2000℃,适用于实验室中几乎所有温度测量需求。
4. 红外线测温仪:红外线测温仪是一种非接触式温度测量仪器,可以通过测量物体发出的红外辐射热能来确定其表面温度。
常见的红外线测温仪量程范围广泛,从-50℃到+3000℃不等。
这种温度计适用于需要在实验室中远程测量高温物体或需要快速测量温度的场景。
5. 热电阻温度计:热电阻温度计是一种基于电阻变化与温度之间的关系来测量温度的仪器。
常见的热电阻温度计使用铂金作为感温元件,其量程范围一般在-200℃到+800℃之间。
由于热电阻温度计具有较高的精度和线性度,并且可以在较宽的温度范围内工作,因此被广泛应用于实验室中对温度测量有较高要求的场合。
总结起来,实验室用的温度计的量程范围从-250℃到+3000℃不等,不同的温度计适用于不同的温度测量场景。
根据实验室中温度测量的需求,选择合适的温度计,可以准确、精确地测量实验过程中的温度变化,确保实验的可靠性和准确性。
原题:用什么仪器可以测量温度?
用什么仪器可以测量温度?
温度是物体内部分子或原子的热运动程度的一种量度。
测量温度是科学实验、工程设计和生活中经常需要的任务之一。
以下是几种常见用来测量温度的仪器:
1. 温度计: 温度计是一种最常见的用来测量温度的仪器。
它基于物质受温度变化而引起的某种物理现象的原理工作。
比较常用的温度计有汞温度计、酒精温度计和电子温度计等。
2. 热电偶: 热电偶是一种测量温度的传感器,它基于两种不同金属的热电效应工作。
当热电偶的两个端口连接到不同温度的物体上时,将产生一定的电压差,根据这个电压差可以推断出物体的温度。
3. 热电阻温度计: 热电阻温度计也是一种常见的测量温度的仪器。
它基于电阻随温度变化的关系原理工作。
最常用的热电阻温度计是铂电阻温度计,通过测量电阻值的变化来推断出物体的温度。
4. 红外线测温仪: 红外线测温仪是一种非接触式的温度测量仪器,它基于物体发射的红外辐射的特性来测量温度。
它可以迅速、准确地测量物体表面的温度,常用于工业应用和医疗领域。
除了上述仪器,还有其他一些测量温度的方法,如热敏电阻、热电堆和红外线传感器等。
选择适合的测温仪器取决于具体的应用场景和精度要求。
总结起来,用于测量温度的仪器有温度计、热电偶、热电阻温度计和红外线测温仪等。
根据不同的需求和应用场景,选择适合的仪器可以准确、方便地测量温度。
职业卫生高温检测方法职业卫生高温检测方法引言:在许多行业,工作环境中经常发生高温现象,对工人的身体健康构成了潜在威胁。
因此,进行职业卫生高温检测就显得尤为重要。
本文将介绍一些常用的职业卫生高温检测方法,以帮助工作环境中的工人和管理者保护他们的健康。
一、测温仪器1. 热电偶测温仪器:热电偶测温是一种常见的测温方法,可以使用金属热电偶传感器来测量物体的温度。
这种传感器可以快速响应和准确测量,适用于高温环境下的检测。
然而,它需要和温度计配合使用,操作起来较为复杂,需要经过专业培训才能正确使用。
2. 红外线测温仪器:红外线测温仪是一种非接触式测温仪器,通过探测物体辐射的红外线来测量物体的表面温度。
这种仪器使用简便,快速测量,在高温工作环境中非常实用。
然而,它只能测量物体表面温度,无法获取物体内部的温度变化情况。
3. 热像仪:热像仪是一种利用红外线热能成像技术来显示物体温度分布的工具。
它可以将温度信息转化为图像,直观地展示出高温区域和低温区域,帮助人们对工作环境中的高温情况进行全面评估。
然而,热像仪价格较高,需要专业的操作技能,适用范围相对较窄。
二、数据记录与分析1. 温度记录仪:温度记录仪是一种用于记录和保存温度数据的仪器。
它可以定时或实时地记录工作环境的温度变化情况,通过数据分析和对比,帮助用户了解高温的时间、地点和程度,并可与安全标准进行对比以评估工作环境的安全性。
温度记录仪具有体积小巧、功能强大和易于使用的特点,适用于长期测量或监测。
2. 数据分析软件:配套的数据分析软件能够帮助用户更好地分析和解读温度数据。
通过数据示意图、趋势分析和报告生成等功能,用户可以更直观地了解工作环境中的高温状况,并进行风险评估和决策制定。
三、保护措施1. 高温作业时间管理:根据工作环境的高温情况和温度数据分析结果,合理安排工人的作业时间和休息时间,避免长时间暴露在高温环境中。
通过有效的时间管理,可以显著降低高温对工人身体健康的影响。
真空烘箱测温方法引言:真空烘箱是一种常用的实验设备,广泛应用于科研、制药、化工等领域。
在实验过程中,准确测量温度是非常重要的,因为温度对实验结果有着重要的影响。
本文将介绍真空烘箱测温方法,包括常用的测温仪器和测温原理。
一、常用的测温仪器1. 热电偶:热电偶是一种常见的测温仪器,由两种不同金属的导线组成,当两端温度不同时,会产生电动势,通过测量电动势来计算温度。
热电偶具有响应快、测量范围广、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于真空烘箱中的温度测量。
2. 热电阻:热电阻是利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的仪器。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍等。
热电阻测温仪器具有精度高、稳定性好等优点,适用于对温度要求较高的实验。
3. 红外测温仪:红外测温仪是一种非接触式测温仪器,通过测量物体表面的红外辐射来计算温度。
红外测温仪操作简便、测量速度快,适用于真空烘箱内部温度的快速测量。
二、测温原理1. 热电偶原理:热电偶是基于两种不同材料的导线组成的,当两端温度不同时,两种材料产生的电动势会发生变化。
根据热电偶的温度电动势表来计算温度。
2. 热电阻原理:热电阻是利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的。
常用的热电阻材料是铂,其电阻随温度变化呈线性关系。
通过测量电阻值来计算温度。
3. 红外测温原理:红外测温仪通过测量物体表面的红外辐射来计算温度。
物体表面的红外辐射与其温度成正比,利用红外测温仪器的光电探测器可以将红外辐射转化为电信号,然后通过计算来获取温度值。
三、测温方法1. 使用热电偶测温:将热电偶的测温端插入真空烘箱内,将接头连接到温度显示仪器上。
待热电偶与烘箱内部温度达到平衡后,读取温度值。
热电偶测温具有响应速度快的优点,适用于对温度变化较快的实验。
2. 使用热电阻测温:将热电阻的测温部分放置在真空烘箱内,将电阻值连接到温度显示仪器上。
通过测量电阻值来计算温度。
热电阻测温具有精度高的优点,适用于对温度要求较高的实验。
万用表热电偶测量方法引言:万用表是一种常用的电测量仪器,它可以测量电压、电流和电阻等电学量。
而热电偶是一种常用的温度测量装置,通过测量两个不同金属的接触处产生的电动势来间接测量温度。
本文将介绍如何使用万用表来测量热电偶的温度。
一、准备工作在进行热电偶测量之前,需要准备以下工具和材料:1. 一根热电偶:热电偶由两种不同金属的导线组成,常见的有铜-常数an、铜-铜镍和铜-银。
2. 一台万用表:万用表可以选择直流电压测量档、电流测量档和电阻测量档。
3. 温度校准设备:用于校准热电偶和万用表的温度。
4. 其他辅助工具:如电线、夹子等。
二、测量步骤1. 将热电偶的两个导线分别与万用表的正负极连接。
注意要保持导线与正负极的良好接触。
2. 打开万用表,并选择直流电压测量档。
3. 将热电偶的另一端与温度校准设备的探头接触,使热电偶处于所需测量的温度环境中。
4. 观察万用表显示的电压数值,即为热电偶在所测温度下的电动势。
5. 重复以上步骤,可测量不同温度下的电动势。
三、注意事项1. 在测量之前,需确保热电偶的接线正确,导线间没有短路或断路。
2. 测量时应注意避免热电偶与其他金属材料接触,以防干扰测量结果。
3. 在进行温度校准时,需使用已知温度的校准设备来确定热电偶的准确温度。
4. 在测量过程中,应尽量保持热电偶与温度环境的稳定接触,以获得准确的测量结果。
5. 在选择万用表测量档位时,应根据热电偶的电动势范围选择合适的电压测量档位。
6. 在测量结束后,应及时关闭万用表,避免能源浪费和设备损坏。
结语:通过以上步骤,我们可以使用万用表来测量热电偶的温度。
热电偶测量方法简单易行,且测量结果准确可靠。
在实际应用中,热电偶广泛应用于温度测量领域,如工业生产、科学研究等。
通过合理使用和操作万用表,我们可以更好地利用热电偶来满足不同场景下的温度测量需求。
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/E行热电偶、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1(a),即回路中存在电动势,该电动势被称为热电势。
图1(a)图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。
(3)中间温度定律如图29-2所示,热电偶的两个结点温度为T1,T2时,热电势为E AB(T1,T2);两结点温度为T2,T3时,热电势为E AB(T2,T3),那么当两结点温度为T1,T3时的热电势则为E AB(T1,T2)+ E AB(T2,T3)=E AB(T1,T3)(2)式(2)就是中间温度定律的表达式。
实验一 PT100温度控制实验一、实验目的:了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。
二、实验仪器:智能调节仪、PT100、温度源。
三、实验原理:位式调节位式调节(ON/OFF)是一种简单的调节方式,常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制,或用于报警。
位式调节仪表用于温度控制时,通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。
PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式,是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法,能实现高精度控制,先进的自整定(AT)功能使得无需设置控制参数。
在误差大时,运用模糊算法进行调节,以消除PID饱和积分现象,当误差趋小时,采用PID算法进行调节,并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化,具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。
温度控制基本原理由于温度具有滞后性,加热源为一滞后时间较长的系统。
本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。
用报警方式控制风扇开启与关闭,使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上,并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来,可节约实验时间。
当温度源的温度发生变化时,温度源中的热电阻Pt100的阻值发生变化,将电阻变化量作为温度的反馈信号输给PID智能温度调节器,经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号(加热)和继电器触发信号(冷却),使温度源的温度趋近温度设定值。
PID智能温度控制原理框图如图1-1所示。
图1-1 PID智能温度控制原理框图四、实验内容与步骤:1.在控制台上的“智能调节仪”单元中“控制对象”选择“温度”,并按图1-2接线,注意热电阻同色的两根接线端接蓝色,另一根接黑色插座。
2.接上24V风扇电源,打开调节仪电源。
3.按住3秒以下,进入智能调节仪A菜单,仪表靠上的窗口显示“”,靠下窗口显示待设置的设定值。
S220-T8热电偶记录仪用户手册目录第一章产品介绍 (1)1.1产品特点 (1)1.2使用范围 (1)1.3性能参数 (1)1.4温度记录仪外型说明 (2)1.5LCD显示符号说明 (3)1.6按键功能使用说明 (4)1.7更换电池说明 (4)第二章使用注意事项 (5)2.1注意事项 (5)2.2常见故障 (5)第三章TOANALYZER软件使用指南 (6)3.1安装T O A NALYZER分析软件 (6)3.1.1控制计算机要求 (6)3.1.2安装ToAnalyzer操作步骤 (6)3.2T O A NALYZER分析软件使用 (6)3.2.1连接 (6)3.2.2运行ToAnalyzer软件 (7)3.2.3连接记录仪 (7)3.2.4设置按按钮 (8)3.2.5下载与删除数据 (9)3.2.6记录数据分析处理 (9)第一章产品介绍S220-T8热电偶记录仪,是深圳华图公司自主设计、研发与生产,它是一款高精密温度测量仪器。
并且经过严格的校准与测试的热电偶测温仪,所有的仪器出厂前均采用Fluke热电偶校准器校准。
支持多达8种类型热电偶传感器(K、J、E、T、R、S、N、B),包含热电偶温度补偿功能,能精确测量-200℃~1800℃范围内的温度。
专业数据分析软件,使用简单方便,广泛应用于工业生产、食品加工、制药和科研测试等各种应用场所。
1.1产品特点⏹读数锁定最大最小值查看。
⏹内置存储器,记录容量43000组。
⏹摄氏度(℃)与华氏度(℉)一键切换。
⏹外形简洁大方,性能实用可靠,手持与壁挂式两用。
⏹专业分析软件简单易用,数据多重保护,保证数据永不丢失。
1.2使用范围农业研究、食品、医药、化工、气象、环保、实验室等领域。
1.3性能参数测量范围-200~1800℃分辩率0.1℃准确度±0.8℃±0.2%FS记录容量43000组显示LCD液晶双排显示反应时间 1.5秒仪器操作环境0~80%RH/0~50℃LCD显示区域68x35mm产品重量约290克产品尺寸162(L)x95(W)x35mm(T)包装尺寸202(L)x165(W)x58mm(T)供电电源2节3.6V AA锂电池,或DC9V电源。
内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书题目:热电偶测温仪学生姓名:学号:专业:测控技术与仪器班级:2010-1指导教师:本设计简要介绍了热电偶测温仪的测温原理、所用的硬器件结构与工作原理,并对其进行了硬件设计和软件设计,然后对其最终显示做了试验。
该热电偶测温仪的软件用C语言编写,采用模块化结构设计。
通过测定,验证测温仪的误差大小,以便可以工程使用。
该测温仪是以STC89C52RC单片机为核心,由K型热电偶测量温度,由MAX6675模块对数据进行冷端补偿、A/D转换、信号放大,采用LCD显示屏显示。
热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器,在工业用温度传感器中占有及其重要的地位,它结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传,该热电偶采用K型镍铬-镍硅热电偶,测量范围在0—800℃之间,使用+5V电源。
关键词:热电偶测温仪;MAX6675;STC89C52RC单片机;热电偶摘要 (I)第一章设计方案 (1)1.1 热电偶测温原理 (1)1.2 热电偶测温仪系统 (1)第二章硬件选型及设计 (3)2.1 K型热电偶 (3)2.2 MAX6675模块 (3)2.3 STC89C52RC单片机 (8)2.4 LCD液晶显示器 (12)2.5硬件电路设计 (12)第三章软件程序设计 (13)3.1 主程序设计 (13)3.2 数据读取程序设计 (13)总结 (15)参考文献 (16)附录A 设计电路图 (17)附录B 源程序 (18)第一章设计方案1.1 热电偶测温原理热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器,在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。
它结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传。
热电偶传感器是一种将温度变化转化为电势变化的传感器,它是由两种不同的金属A和B构成一个闭合回路,当两个接触端温度不同,即T>T0时,回路中会产生热电势EAB(T,T0),如图1所示。
其中,T称为热端,T0称为冷端,A和B称为热电极。
热电势EAB(T,T0)的大小是由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势所决定的。
EAB(T,T0)= E(T,Tn)+ E(Tn,T0)其中Tn是参考温度,T0零温。
图1.1 热电偶原理图1.2 热电偶测温仪系统基于热电偶的温度检测框图如图1.2,温度由K型热电偶检测,并经MAX6675模块进行信号处理(信号放大、A/D转换、冷端补偿)。
STC89C52RC 单片机读取转换的数字信号并进行必要的处理后,将数据传给LCD1602显示器显示。
其中温度传感器选用的是K型热电偶(镍铬-镍硅热电偶),测温范围选用0—800度。
因为采用MAX6675模块,所以减轻了系统设计的很多难题,MAX6675是一个复杂的热电偶数字转换器,带有一个内置的12位模拟数字转换器模数转换器(ADC)。
MAX6675还包含了冷结补偿传感和校正,数字控制器,一个SPI 兼容接口,以及相关的控制逻辑。
在MAX6675的目的是一起工作的外部微控制器或其他情报,恒温,过程控制,或监测应用。
热电偶MAX6675STC89C52RC LCD1602(0-800℃)图1.2热电偶测温仪方框图第二章硬件选型及设计本设计使用的硬件主要有K型热电偶、MAX6675模块、STC89C52RC单片机、1602LCD显示器。
下文将对所有器件进行说明。
2.1 K型热电偶K型热电偶材料主要采用的是镍铬-镍硅合金构成,它是一种能测量较高温度的性价比很高的热电偶,是工业自动化控制中最常用的一种热电偶。
由于镍铬-镍硅合金具有较好的高温抗氧化性,可适用于氧化性或中性介质中。
因此这种K型热电偶可长期测量1000度的高温,短期可测到1200度。
但是,它不能用于还原性介质中,否则,很快腐蚀损坏,在此情况下只能用于500度以下的测量。
它比S型热偶要便宜很多,它的重复性很好,产生的热电势大,因而灵敏度很高,而且它的线性很好。
虽然其测量精度略低,但完全能满足工业测温要求,所以它是工业上最常用的热电偶。
总结起来K型热电偶主要有三方面优点:1.热电动势之直线性良好;2.1000℃以下耐氧化性良好;3.在溅金属热电偶中安定性属良好。
K型热电偶存在着以下三方面的缺点:1.不适用于还元性气体环境,特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体;2.热电动势与贵金属热电偶相比较时变化较大;3.受Greem rot之影响会产生误差。
2.2 MAX6675模块热电偶作为一种主要的测温元件,具有结构简单。
制造容易。
使用方便。
测温范围宽。
测温精度高等特点。
但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时,却存在着以下几方面的问题。
①非线性:热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系,因此在应用时必须进行线性化处理。
②冷补偿:热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值,而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的,故需进行冷端补偿。
③数字化输出:与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口,而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然法直接满足这个要求。
因此,若将热电偶应用于嵌入式系统时,须进行复杂的信号放大、A/D转换、数据线性化、温度补偿及数字化输出接口等软硬件设计。
如果能将上述的功能集成到一个集成电路芯片中,即采用单芯片来完成信号放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能,则将大大简化热电偶在嵌入式领域的应用设计。
Maxim公司推出的MAX6675即是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D 转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。
MAX6675是一个复杂的热电偶数字转换器,带有一个内置的12位模拟数字转换器模数转换器(ADC)。
MAX6675还包含了冷端补偿传感和校正,数字控制器,一个SPI兼容接口,以及相关的控制逻辑。
图2.1典型电路连线图【1】性能特点MAX6675的主要特性如下1、简单的SPI串行口温度值输出2、0℃~ 1024℃的测温范围3、片内冷端补偿4、高阻抗差动输入5、热电偶断线检测6、单一 5V的电源电压7、低功耗特性8、工作温度范围-20℃~ 85℃9、2000V的ESD信号表2.1 MAX6675引脚功能引脚名称功能1 GND 接地端2 T- K型热电偶负极3 T+ K型热电偶正极4 VCC 正电源端5 SCK 串行时钟输入6 CS 片选端,CS为低时、启动串行接口7 SO 串行数据输出8 NC 空引脚【2】工作原理该器件是一复杂的单片热电偶数字转换器,内部具有信号调节放大器、12位的模拟/数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI 兼容接口和1个相关的逻辑控制。
图2.2 MAX6675内部结构框图(1)温度变换MAX6675内部具有将热电偶信号转换为与ADC输入通道兼容电压的信号调节放大器,T和T-输入端连接到低噪声放大器A1,以保证检测输入的高精度,同时使热电偶连接导线与干扰源隔离。
热电偶输出的热电势经低噪声放大器A1放大,再经过A2电压跟随器缓冲后,被送至ADC的输入端。
在将温度电压值转换为相等价的温度值之前,它需要对热电偶的冷端温度进行补偿,冷端温度即是MAX6675周围温度与0℃实际参考值之间的差值。
对于K型热电偶,电压变化率为41μV/℃,电压可由线性公式Vout=(41μV/℃)×(tR-tAMB)来近似热电偶的特性。
上式中,Vout为热电偶输出电压(mV),tR是测量点温度;tAMB是周围温度。
(2)冷端补偿热电偶的功能是检测热冷两端温度的差值,热电偶热节点温度可在0℃~1023.75℃范围变化。
冷端即安装MAX6675的电路板周围温度,温度在-20℃~85℃范围内变化。
当冷端温度波动时,MAX6675仍能精确检测热端的温度变化。
MAX6675是通过冷端补偿检测和校正周围温度变化的。
该器件可将周围温度通过内部的温度检测二极管转换为温度补偿电压,为了产生实际热电偶温度测量值,MAX6675从热电偶的输出和检测二极管的输出测量电压。
该器件内部电路将二极管电压和热电偶电压送到ADC中转换,以计算热电偶的热端温度。
当热电偶的冷端与芯片温度相等时,MAX6675可获得最佳的测量精度。
因此在实际测温应用时,应尽量避免在MAX6675附近放置发热器件或元件,因为这样会造成冷端误差。
(3)热补偿在测温应用中,芯片自热将降低MAX6675温度测量精度,误大小依赖于MAX6675封装的热传导性。
安装技术和通风效果。
为降低芯片自热引起的测量误差,可在布线时使用大面积接地技术提高MAX6675温度测量精度。
(4)噪声补偿MAX6675的测量精度对电源耦合噪声较敏感。
为降低电源噪声影响,可在MAX6675的电源引脚附近接入1只0.1μF陶瓷旁路电容。
(5)测量精度的提高热电偶系统的测量精度可通过以下预防措施来提高:①尽量采用不能从测量区域散热的大截面导线;②如必须用小截面导线,则只能应用在测量区域,并且在无温度变化率区域用扩展导线;③避免受能拉紧导线的机械挤压和振动;④当热电偶距离较远时,应采用双绞线作热电偶连线;⑤在温度额定值范围内使用热电偶导线;⑥避免急剧温度变化;⑦在严劣环境中,使用合适的保护套以保证热电偶导线;⑧仅在低温和小变化率区域使用扩展导线;⑨保持热电偶电阻的事件记录和连续记录。
(6)SPI串行接口MAX6675采用标准的SPI串行外设总线与MCU接口,且MAX6675只能作为从设备。
MAX6675 SO端输出温度数据的格式如图2.5所示,MAX6675 SPI接口时序如图2.4所示。
MAX6675从SPI串行接口输出数据的过程如下:MCU使CS变低并提供时钟信号给SCK,由SO读取测量结果。
CS变低将停止任何转换过程;CS变高将启动一个新的转换过程。
一个完整串行接口读操作需16个时钟周期,在时钟的下降沿读16个输出位,第1位和第15位是一伪标志位,并总为0;第14位到第3位为以MSB到LSB顺序排列的转换温度值;第2位平时为低,当热电偶输入开放时为高,开放热电偶检测电路完全由MAX6675实现,为开放热电偶检测器操作,T-必须接地,并使能地点尽可能接近GND脚;第1位为低以提供MAX6675器件身份码,第0位为三态。
图2.3 串行接口时序图2.4 SO端输出数据的格式2.3 STC89C52RC单片机(1)主要特性1. 增强型8051单片机,6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择,指令代码完全兼容传统8051。
2. 工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机)。
3. 工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz。