实验1 温度测量(2010.4.18修订)
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一、实验目的1. 了解温度及其测量在科学研究、工业生产和日常生活中的重要性。
2. 掌握温度测量的基本原理和方法。
3. 熟悉常用温度测量仪器的使用和操作。
4. 分析温度测量误差,提高实验数据处理能力。
二、实验原理温度是表征物体冷热程度的一个物理量,常用单位有摄氏度(℃)和开尔文(K)。
温度测量方法主要有接触式测量和非接触式测量两种。
1. 接触式测量接触式测量是将温度传感器直接与被测物体接触,通过测量传感器内部温度变化来反映被测物体的温度。
常用的接触式温度传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻等。
2. 非接触式测量非接触式测量是利用红外线、微波、超声波等手段,在不接触被测物体的情况下测量其温度。
常用的非接触式温度传感器有红外测温仪、微波测温仪、超声波测温仪等。
三、实验仪器与设备1. 热电偶温度计2. 铂电阻温度计3. 热敏电阻温度计4. 数字温度计5. 恒温水浴锅6. 温度计校准仪7. 数据采集器四、实验步骤1. 热电偶温度计测量(1)将热电偶温度计的冷端与恒温水浴锅的液体接触,确保冷端温度稳定。
(2)将热电偶温度计的热端插入恒温水浴锅的液体中,观察温度计示数。
(3)重复上述步骤,记录不同深度处的温度值。
2. 铂电阻温度计测量(1)将铂电阻温度计的冷端与恒温水浴锅的液体接触,确保冷端温度稳定。
(2)将铂电阻温度计的热端插入恒温水浴锅的液体中,观察温度计示数。
(3)重复上述步骤,记录不同深度处的温度值。
3. 热敏电阻温度计测量(1)将热敏电阻温度计的冷端与恒温水浴锅的液体接触,确保冷端温度稳定。
(2)将热敏电阻温度计的热端插入恒温水浴锅的液体中,观察温度计示数。
(3)重复上述步骤,记录不同深度处的温度值。
4. 数字温度计测量(1)将数字温度计的探头插入恒温水浴锅的液体中。
(2)观察数字温度计示数,记录温度值。
5. 温度计校准(1)将温度计校准仪的探头插入恒温水浴锅的液体中。
(2)观察温度计校准仪示数,记录温度值。
一、实验目的1. 了解温度计的工作原理和测量方法;2. 掌握温度变化的基本规律;3. 学会使用温度计进行温度测量实验。
二、实验原理温度是表示物体冷热程度的物理量,温度计是测量温度的仪器。
本实验通过测量不同温度下物体的温度变化,探究温度变化的基本规律。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:温度计、水浴锅、温度计支架、酒精灯、烧杯、加热装置、搅拌器;2. 实验材料:水、冰块、金属块、酒精、石蜡等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器和材料,将温度计固定在温度计支架上;2. 将水倒入烧杯中,放入冰块,用温度计测量冰水混合物的温度,记录数据;3. 将烧杯放入水浴锅中,用酒精灯加热水浴锅,观察温度计示数的变化,记录不同温度下的数据;4. 当水温达到预定温度时,停止加热,观察温度计示数的变化,记录数据;5. 重复步骤2-4,分别测量不同物质的温度变化,如金属块、石蜡等;6. 分析实验数据,总结温度变化规律。
五、实验数据1. 冰水混合物温度:0℃;2. 加热水浴锅时,温度随时间变化如下:时间(min) | 温度(℃)------------ | ------------0 | 102 | 303 | 404 | 505 | 606 | 707 | 808 | 909 | 10010 | 1103. 金属块温度随时间变化如下:时间(min) | 温度(℃)------------ | ------------0 | 201 | 402 | 603 | 804 | 1005 | 1206 | 1407 | 1608 | 1809 | 2004. 石蜡温度随时间变化如下:时间(min) | 温度(℃)------------ | ------------0 | 501 | 602 | 703 | 804 | 905 | 1006 | 1107 | 1208 | 1309 | 14010 | 150六、实验结果与分析1. 通过实验,我们得到了不同物质的温度变化数据;2. 分析实验数据,发现温度随时间的变化呈线性关系,即温度随时间的增加而升高;3. 不同物质的温度变化速率不同,这与物质的导热性能有关;4. 在实验过程中,温度计的示数稳定,说明温度计具有较高的测量精度。
第1篇一、实验目的1. 了解温度测量的基本原理和方法;2. 掌握常用温度传感器的性能特点及适用范围;3. 学会使用温度传感器进行实际测量;4. 分析实验数据,提高对温度测量技术的理解。
二、实验仪器与材料1. 温度传感器:热电偶、热敏电阻、PT100等;2. 温度测量仪器:数字温度计、温度测试仪等;3. 实验装置:电加热炉、万用表、连接电缆等;4. 待测物体:不同材质、不同形状的物体。
三、实验原理1. 热电偶测温原理:利用两种不同金属导体的热电效应,即当两种导体在两端接触时,若两端温度不同,则会在回路中产生电动势。
通过测量电动势的大小,可以计算出温度。
2. 热敏电阻测温原理:热敏电阻的电阻值随温度变化而变化,根据电阻值的变化,可以计算出温度。
3. PT100测温原理:PT100是一种铂电阻温度传感器,其电阻值随温度变化而线性变化,通过测量电阻值,可以计算出温度。
四、实验步骤1. 实验一:热电偶测温实验(1)将热电偶插入电加热炉中,调整加热炉温度;(2)使用数字温度计测量热电偶冷端温度;(3)根据热电偶分度表,计算热电偶热端温度;(4)比较实验数据与实际温度,分析误差。
2. 实验二:热敏电阻测温实验(1)将热敏电阻插入电加热炉中,调整加热炉温度;(2)使用数字温度计测量热敏电阻温度;(3)根据热敏电阻温度-电阻关系曲线,计算热敏电阻温度;(4)比较实验数据与实际温度,分析误差。
3. 实验三:PT100测温实验(1)将PT100插入电加热炉中,调整加热炉温度;(2)使用数字温度计测量PT100温度;(3)根据PT100温度-电阻关系曲线,计算PT100温度;(4)比较实验数据与实际温度,分析误差。
五、实验结果与分析1. 实验一:热电偶测温实验实验结果显示,热电偶测温具有较高的准确性,误差在±0.5℃以内。
分析误差原因,可能包括热电偶冷端补偿不准确、热电偶分度表误差等。
2. 实验二:热敏电阻测温实验实验结果显示,热敏电阻测温具有较高的准确性,误差在±1℃以内。
温度测量实验报告温度测量实验报告引言:温度是我们日常生活中十分重要的物理量之一。
无论是烹饪、天气预报还是科学研究,我们都需要准确地测量温度。
本实验旨在通过使用不同的温度测量设备,比较它们的准确性和可靠性,探究温度测量的原理和方法。
实验材料和方法:1. 温度计:我们选用了普通水银温度计、电子温度计和红外线温度计作为实验材料。
2. 校准器:为了确保测量的准确性,我们使用了校准器对温度计进行了校准。
3. 实验环境:为了保证实验的可比性,我们在同一实验室中进行了实验,并控制了室内的温度和湿度。
实验过程:1. 水银温度计:我们首先使用水银温度计对实验室的温度进行测量。
将温度计插入温度计槽中,等待一段时间,直到水银柱稳定在一个温度上。
然后,读取温度计上的刻度,记录下来。
2. 电子温度计:接下来,我们使用电子温度计对实验室的温度进行测量。
将电子温度计放置在实验室中,等待一段时间,直到显示屏上的温度稳定。
然后,记录下电子温度计上显示的温度数值。
3. 红外线温度计:最后,我们使用红外线温度计对实验室的温度进行测量。
将红外线温度计对准实验室中的物体,按下测量按钮,等待一段时间,直到红外线温度计显示出稳定的温度数值。
然后,记录下该数值。
实验结果:根据我们的实验数据,我们得到了以下结果:1. 水银温度计:水银温度计的测量结果相对准确,但需要一段时间来达到稳定状态。
它是一种传统的温度测量设备,可以在各种环境下使用。
2. 电子温度计:电子温度计的测量结果准确且响应速度较快。
它可以直接显示温度数值,非常方便使用。
然而,它对环境的湿度和电磁干扰比较敏感,需要定期校准。
3. 红外线温度计:红外线温度计可以远距离测量物体的温度,非接触式测量使其在特定场景下非常有用。
然而,它对物体表面的反射和发射率有一定的要求,需要注意使用条件。
讨论与结论:通过本实验,我们发现不同的温度测量设备在准确性、响应速度和使用便捷性方面存在差异。
水银温度计在准确性方面表现良好,但需要较长的时间来达到稳定状态。
测量水的温度实验报告一、实验目的1、学习使用温度计测量水的温度。
2、了解水在不同条件下温度的变化规律。
3、培养观察、记录和分析实验数据的能力。
二、实验原理物体的冷热程度用温度来表示,温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。
通常情况下,温度计的刻度是均匀的,通过读取温度计上的刻度值,可以准确地测量出物体的温度。
三、实验器材1、温度计(量程 0℃ 100℃,分度值 1℃)2、烧杯(500ml)3、热水壶4、凉水壶5、搅拌棒6、计时器四、实验步骤1、检查实验器材观察温度计的量程和分度值,确保其能够满足实验测量的要求。
检查烧杯是否干净、无破损。
2、准备热水和凉水使用热水壶烧适量的热水,水温约 80℃ 90℃。
从凉水壶中取适量的凉水,水温约 10℃ 20℃。
3、测量凉水的温度将温度计的玻璃泡完全浸没在凉水中,不要碰到烧杯壁和烧杯底。
等待温度计示数稳定后,读取温度计的示数,并记录下来。
4、测量热水的温度倒掉烧杯中的凉水,用热水冲洗烧杯。
倒入适量的热水,按照测量凉水温度的方法测量热水的温度,并记录。
5、探究水在自然冷却过程中的温度变化向烧杯中倒入约 200ml 的热水,测量此时热水的初始温度。
每隔 2 分钟测量一次水温,记录测量时间和对应的水温,持续 20 分钟。
6、探究水在加热过程中的温度变化向烧杯中倒入约 200ml 的凉水,测量此时凉水的初始温度。
将烧杯放在酒精灯上加热,同时用搅拌棒搅拌,使水受热均匀。
每隔 2 分钟测量一次水温,记录测量时间和对应的水温,直到水温达到 80℃左右。
7、整理实验器材实验结束后,关闭酒精灯,将温度计取出,用纸巾擦干。
清洗烧杯、搅拌棒等实验器材,摆放整齐。
五、实验数据记录1、凉水温度测量数据|测量次数|温度(℃)|||||1|_____||2|_____||3|_____|2、热水温度测量数据|测量次数|温度(℃)|||||1|_____||2|_____||3|_____|3、热水自然冷却过程温度测量数据|测量时间(分钟)|温度(℃)|||||0|_____||2|_____||4|_____||6|_____||8|_____||10|_____||12|_____||14|_____||16|_____||18|_____||20|_____|4、凉水加热过程温度测量数据|测量时间(分钟)|温度(℃)|||||0|_____||2|_____||4|_____||6|_____||8|_____||10|_____||12|_____||14|_____||16|_____|六、实验数据分析1、凉水的温度相对较为稳定,测量结果的差异可能是由于测量误差、温度计的精度以及水的局部温度不均匀等因素造成的。
一、实验目的1. 了解温度测量技术的原理和方法。
2. 掌握常用温度传感器的使用和特点。
3. 学习温度测量仪器的操作和数据处理方法。
4. 通过实验,验证温度测量技术的准确性和可靠性。
二、实验原理温度测量技术是通过将温度转化为电信号或其他可测量的物理量,进而实现对温度的测量。
常用的温度传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻、红外传感器等。
三、实验仪器与设备1. 温度传感器:K型热电偶、PT100铂电阻、NTC热敏电阻、红外传感器。
2. 温度测量仪器:数字多用表、温度测试仪、红外测温仪。
3. 实验装置:实验平台、连接线、加热装置。
四、实验内容与步骤1. 热电偶测温实验(1) 将K型热电偶连接到数字多用表的热电偶测试接口。
(2) 将热电偶的热端插入到加热装置中,调整加热装置的功率,使热端温度升高。
(3) 观察数字多用表的读数,记录不同温度下热电偶的热电势值。
(4) 根据热电偶的分度表,将热电势值转换为温度值。
2. 热电阻测温实验(1) 将PT100铂电阻连接到数字多用表的电阻测试接口。
(2) 将铂电阻插入到加热装置中,调整加热装置的功率,使铂电阻温度升高。
(3) 观察数字多用表的读数,记录不同温度下铂电阻的电阻值。
(4) 根据铂电阻的温度-电阻特性曲线,将电阻值转换为温度值。
3. 热敏电阻测温实验(1) 将NTC热敏电阻连接到数字多用表的电阻测试接口。
(2) 将NTC热敏电阻插入到加热装置中,调整加热装置的功率,使NTC热敏电阻温度升高。
(3) 观察数字多用表的读数,记录不同温度下NTC热敏电阻的电阻值。
(4) 根据NTC热敏电阻的温度-电阻特性曲线,将电阻值转换为温度值。
4. 红外测温实验(1) 将红外传感器对准被测物体,确保传感器与被测物体之间的距离符合要求。
(2) 观察红外测温仪的读数,记录被测物体的温度值。
五、实验结果与分析1. 对比不同温度传感器在不同温度下的测量结果,分析其准确性和可靠性。
2. 分析实验过程中可能存在的误差来源,并提出改进措施。
实验一温度传感器实验
一、实验目的
1、了解热电偶的结构,学习制作热电偶,掌握冰点法确定热电偶参比端的方法;
2、掌握使用高精度61/2位数字万用表测量热电偶的热电势和热电阻阻值的方法;
3、了解金属热电阻和半导体热敏电阻的温度特性;
4、了解热电偶、热电阻的测量数据处理的方法。
二、实验步骤
(一)热电偶制作
由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路,当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流,这表明电路中有电势产生,此电势即为热电势。
热电偶在生产和使用过程中,新制热电偶或焊点处断裂都需要将测量端焊接起来,而焊接质量的好坏直接影响热电偶测温的可靠性。
对直径为0.5mm以下热电偶的焊接方法主要有直流电弧焊、交流电弧焊、对焊、盐水焊等。
本实验采用盐水焊和直流电弧焊。
1、盐水焊
是目前贵金属热电偶测量端焊接较好的一种方法。
它的优点是设备简单、操作简便、盐水对测量端腐蚀轻,焊点光亮圆滑,能够满足对热电偶焊接质量的要求。
焊接装置由调压器(3—5kW),烧杯(500ml)和热电偶夹具等组成。
如图1所示。
图1 盐水法热电偶焊接
具体焊接方法如下:
1)、盐水配制:用化学纯氯化钠与蒸馏水配制成饱和盐水,并盛入烧杯中,液面离杯口不大于5mm,以便于观察插入深度和焊点大小。
2)、焊接:一个鳄鱼夹夹住一根长100mm、直径为3mm的金属棒(或碳棒),放入饱和盐水中,接上调压器的输出端。
用竹镊夹住经整理齐直的热电偶丝,并与调压器的另一输出端接通。
根据热电偶丝的直径与材料调节调压器输出电压,约为110~160V,将热电偶垂直插入液面,其深度约为1mm。
插入液面的时间不宜过长,以焊点直径不超过1.2mm为宜。
观察焊点是否圆滑光亮,如果不圆须再次插入液面并控制插入深度(应浅一些)和插入时间(应短一些)使焊点圆
滑。
这里应注意的是,每次插入的时间隔不要太长,须在测量端还发红时接着插入盐液中。
这样充分利用余热可获得成型快,焊点圆的效果。
通常一个焊点在点插3—4次就可焊成。
此方法使用电压较高,超出安全电压(36V),需要注意安全,在焊接过程中要充分重视这一点,避免发生人身事故。
2、直流电弧焊。
使用DN2.5型热电偶焊机,具体操作可参考设备的使用说明书。
(二)热电偶标定
1、阅读温控电加热炉的使用说明书,了解工作原理和使用方法。
A、温控器:作为电加热炉的温度指示、控制、定温之用。
温度调节方式为时间比例式,绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热,红灯亮时加热炉断电。
B、温度设定:按一下“SET”按键,调节设定电位器,仪表显示的温度值℃随之变化,调节至实验所需的温度时停止。
2、热电偶参比端设置。
测量热电偶的热电势只与2个连接点的温度有关,只有当参比端温度稳定不变且已知时,才能得到热电势与被侧温度的单值函数关系。
本实验采用冰点法对参比端进行处理。
根据热电偶制作方法的不同,可采取不同的连接方法,对于成品热电偶或者标准热电偶丝可采用图2a的方法,如果组成热电偶的2根金属丝是独立的,采用图2b所示的方法为好。
图2 冰点法参比端处理方法(a、b)
3、温度测量。
首先将热电偶的测量端置于电加热炉内,加热炉的温度设定在略高于室温(室温+10℃),如30℃,待温度稳定后,测量待测热电偶的热电势;之后升温10~15℃,温度稳定后再次测量,重复上述实验,共测量5~6次,记录电炉温度与热电势E的关系,将结果填入下表。
注意:加热温度不要超过120℃。
(三)热电阻标定
1、PT100铂热电阻的电阻值在0℃时为100Ω,测温范围一般为-200~650 ℃,铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性,当温度在0℃≤T≤650℃时,()201R BT
AT R T ++= 式中:R T ——铂热电阻T ℃时的电阻值
R 0——铂热电阻在0℃时的电阻值
A ——系数(=3.96847×10-31/℃)
B ——系数(=-5.847×10-71/℃2)
2、实验对铂热电阻(Pt 100)进行标定,同样采用温控电加热炉作为标准温度、61/2位数字万用表进行电阻测量。
观察已置于加热炉内的铂热电阻,待温度稳定后测量,测量铂电阻的阻值,并记录数据填入下表:
注意:加热器温度不能超过120℃,以免损坏传感器的包装。
(四)半导体热敏电阻标定
实验原理:
热敏电阻是一种电阻值随其温度呈指数变化的半导体热敏感元件。
分负温度度系数热敏电阻(NTC )和正温度系数热敏电阻(PTC ),临界温度系数热敏电阻(CTR )。
本次实验使用的热敏电阻呈负温度特性,灵敏度高,可以测量小于0.01℃的温差变化。
图4为铂热电阻与热敏电阻温度曲线的比较。
图4 半导体热敏电阻与铂热电阻的温度特性曲线比较
1、实验对半导体热敏电阻进行标定,同样采用温控电加热炉作为标准温度、61/2位数字万用表进行电阻测量。
观察已置于加热炉内的热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度不同变化较大,待温度稳定后测量电阻值,并记录数据填入下表:
注意:加热器温度不能超过120℃,以免损坏传感器的包装。
三、实验报告内容
1.简述实验原理和实验过程。
包括热电阻、热电偶的测温原理,热电偶制作方法。
推导实验中冰点法参比端处理方法的物理公式。
用电路图和必要的文字说明2线制,3线制,4线制测电阻的原理。
2.列表给出所有原始数据记录。
3.采用最小二乘法拟合测量得到的实验数据,得到每个温度传感器独立的的测量公式,在数
据拟合时,进行粗大误差的判断与处理。
4.实验心得体会。