传感器实验4%20---热电阻热电偶温度传感器校准实验
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温度传感器实验一、实验原理:温度传感器在各个领域运用极为广泛,其中热电偶、热敏电阻(包括金属和半导体热敏电阻)和集成电路温度传感器尤为突出。
热电偶应用金属的热电效应将温度变化直接转换为电压,用的有K型、J型和B型等,表征热电偶的参数是分度号。
金属材料的电阻率随温度的升降而升降,选用一些电阻温度系数较大且比较稳定的金属如铂、铜、镍等可制成金属热敏电阻。
半导体PN结对温度变化十分敏感,PN结的电流与端电压随温度变化呈线性关系,集成电路温度传感器利用半导体PN结的温度特性制成,其温度检测的依据是PN结正向电压和温度的关系,即当集成电路中晶体管的集电极偏置电流Ic为常数时,基极与发射极之间的电压与温度近似为线性关系。
集成电路温度传感器又分为电压输出型和电流输出型,即输出电压(电流)随温度变化呈线性关系,电压输出型一般以0 ℃为零点,温度系数为10mV/℃;电流输出型一般以0°K为零点,温度系数1μA/K,更适合长距离测量。
本实验旨在通过热电偶、金属热敏电阻和集成电路温度传感器的相关实验,认识、了解其特性及使用方法。
二、实验材料:K型热电偶、Pt100铂热电阻、AD590、OP77运放、LM35、TL431、LM324、温度计、小电炉、烧杯,三、实验内容:(一)热电偶实验将热电偶热端置于0—100℃的环境中,通过K 型热电偶的温度/电压转换电路,观察放大器输出端的电平变化,学会热电偶及分度表的使用。
图1-1是K 型热电偶的温度/电压转换电路,图中由热电偶、放大电路等构成,热电偶的输出电压极小,每1℃约为40 μV ,因此运算放大器要采用高灵敏度器件,本电路中采用OP77运算放大器接成同相放大电路形式。
K 型热电偶的100 ℃的感应电动势为4.095mV ,为观察方便,运算放大器增益Av 设为Av =1000倍。
此外电路还有由温度传感器集成电路LM35D构成的冷端温度补偿电路。
该集成电路的输出为10mV /℃,通过电阻分压,在 端可以产生40.44μV*t(t为环境温度)热电偶热电动势的电压。
一、实验目的1. 了解温度传感器的原理及分类。
2. 掌握常用温度传感器的性能特点及测量方法。
3. 通过实验验证温度传感器的温度特性。
4. 提高对传感器实验的操作技能。
二、实验原理温度传感器是将温度信号转换为电信号的装置,广泛应用于工业、医疗、农业等领域。
根据工作原理,温度传感器主要分为以下几类:1. 热电偶传感器:基于热电效应,将两种不同材料的导体熔接在一起,当两端温度不同时,回路中会产生热电动势。
2. 热敏电阻传感器:基于电阻值随温度变化的特性,分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两种类型。
3. 集成温度传感器:将温度传感器与信号处理电路集成在一起,具有体积小、精度高、稳定性好等优点。
三、实验器材1. 温度传感器实验模块2. 热电偶(K型、E型)3. 热敏电阻(NTC)4. 数字万用表5. 数据采集器6. 连接电缆四、实验步骤1. 热电偶传感器实验1.1 将K型热电偶与数字万用表连接,进行冷端补偿。
1.2 将热电偶放入不同温度的恒温水中,记录对应的温度和电动势值。
1.3 绘制温度-电动势曲线,验证热电偶的温度特性。
2. 热敏电阻传感器实验2.1 将NTC热敏电阻与数据采集器连接。
2.2 改变热敏电阻的温度,记录对应的电阻值。
2.3 绘制温度-电阻曲线,验证NTC热敏电阻的温度特性。
3. 集成温度传感器实验3.1 将集成温度传感器与数据采集器连接。
3.2 改变环境温度,记录对应的温度值。
3.3 验证集成温度传感器的温度特性。
五、实验结果与分析1. 热电偶传感器实验实验结果显示,K型热电偶的温度特性较好,具有较高的精度和稳定性。
但在冷端补偿过程中,需注意温度计的准确度。
2. 热敏电阻传感器实验实验结果显示,NTC热敏电阻的温度特性较好,具有较高的灵敏度。
但在高温区,电阻值变化较大,易受环境因素影响。
3. 集成温度传感器实验实验结果显示,集成温度传感器的温度特性较好,具有较高的精度和稳定性。
温度传感器实验报告实验报告:温度传感器实验一、实验目的本实验旨在探究温度传感器的工作原理和特性,通过实际操作来了解温度传感器在温度测量中的应用。
二、实验原理温度传感器是一种将温度变化转化为可测量电信号的装置。
根据测量原理,温度传感器可分为多种类型,如热电偶、热敏电阻、红外线温度传感器等。
本实验中,我们将使用热电偶温度传感器进行实验。
热电偶温度传感器基于热电效应原理,将温度变化转化为热电势差信号。
热电偶由两种不同材料的导体组成,当两种导体连接在一起时,如果它们之间存在温差,就会在电路中产生电动势。
当温度发生变化时,热电势也会相应变化,从而实现对温度的测量。
三、实验步骤1.准备实验器材(1)热电偶温度传感器(2)数据采集器(3)恒温水槽(4)计时器(5)实验用的不同温度的水2.进行实验操作(1)将热电偶温度传感器连接到数据采集器上。
(2)将恒温水槽中的水加热至一定温度,然后将热电偶温度传感器放入水中,记录数据采集器显示的数值。
(3)将恒温水槽中的水降温至另一不同温度,然后将热电偶温度传感器放入水中,记录数据采集器显示的数值。
(4)重复步骤(3),直至记录下不同温度下的数据。
(5)将实验数据整理成表格,并进行数据分析。
四、实验数据分析实验数据如下表所示:根据热电偶温度传感器的测量原理,我们可以计算出每一组数据的热电势差值ΔT。
将所有热电势差值进行平均,得到平均热电势差值ΔTave。
根据公式T = ΔT / ΔTave × Tref,我们可以计算出实验测量的温度值T。
其中,Tref为参考温度值,本实验中取为25℃。
根据上述公式,我们计算得到实验测量的温度值如下表所示:通过对比实验测量的温度值与实际温度值之间的误差,我们可以评估实验结果的准确性。
同时,我们还可以分析实验数据的变化趋势,例如在不同温度范围内热电势的变化趋势等。
五、实验结论通过本次实验,我们了解了温度传感器的原理和特性,并掌握了热电偶温度传感器的使用方法。
热电偶温度传感器实验报告
实验目的及要求:了解K型热电偶得特性与应用
实验仪器设备:智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实验模块
实验原理,热心偶是一种使用最多的温度传感器,它的原理是基于1821年发现的塞贝尔效应,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7,另一端温度为z,则回路中就有电流产生,即回路中存在电动势,该电动势被称为热电势。
当回路断开时,在断开处a.6之向评有一长不.c性和最
值与回路中的热电势一致,并规是茬冷璃,当电赞面秀发向B时,称A为正极,B为负极,实验表明,当与较小时,g-S(T-T)(s是热电势率)。
热电偶基本定律:组成的闭合回路,不论导体的
(1)均质被立铁和长修水11不能各处的温度如何,都不能产生电动预览与源文档一致下载高清无水印势。
(2)中间导体定律:在热电偶回路中,只要中间导体C两端温度相同,那么接入中间导体对热电偶回路总热电势E (7T)没有影响。
热电偶实验总结热电偶是一种测量温度的传感器,其原理是利用电阻温度效应,在相应温度变化时产生相应电压变化。
它是一类特殊的电阻,其电阻随温度变化而变化,以模拟温度的变化。
热电偶实验即为利用热电偶进行温度测量的实验,可以测量出某个物体表面的温度。
二、实验原理热电偶实验主要是利用热电偶进行温度测量,热电偶由两种熔融在一起的金属组成,其中一段称为正极,另一段称为负极。
相同温度下,正极和负极的电阻相等,电流均可以流过它们;而当温度变化时,就会出现电阻的偏差,即正极的电阻随温度升高而减小,负极的电阻随温度升高而增大,从而产生电压差,从而测量出温度。
三、实验材料1.热电偶;2.高低温试验箱;3.温度校准器;4.电源;5.万用表;6.实验架。
四、实验方法1.安装热电偶:将热电偶安装在指定测量物体表面,将正极接在万用表的Ω,负极接在ΩCOM上,并在万用表上调整量程至100MW;2.校准温度:将温度校准器连接上高低温试验箱,并且将温度调整至相应温度,允许一定时间,使温度稳定;3.测量温度:将正负极连接上高低温试验箱,调整万用表的量程至50MW,观察万用表的测量值,即为当前温度的大小;4.测量录取结果:通过观察万用表测量值,以及温度校准器所示出的温度,即可记录所测得的结果,以便后续对比。
五、实验结果通过热电偶实验,可以获得测量物体表面的温度数据,以及由此可见的温度变化走势。
下表给出的数据是在某物体表面实验所获得的温度数据:时间t温度(°C)t1t20t2t30t3t40从上表中可以看出,随着时间的推移,物体的温度有了明显的变化,即从20°C提高到了40°C,由此可见,热电偶实验是测量温度的一种极好的方法。
六、实验结论通过本实验,可以看出热电偶实验能够获得准确可靠的温度测量数据。
它是一种有效、可靠、精确的测量温度的方法,可以应用于工业、科学研究等领域。
实验四 热电偶数字温度计的设计与定标
【实验目的】
1、了解热电偶测温的基本原理和方法。
2、掌握数字温度计的设计和调试技巧。
【实验仪器】
热学综合实验平台、加热井、单端热电偶传感器、热电偶数字温度计设计实验模板。
【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。
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4-1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4-1
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4-2)的元件称为温差电偶,也叫热电偶。
图
4-2 A 金属:铜 B 金属:康铜
t 0 0t t。
热电偶校正实验报告热电偶是测量温度和控制温度的常用仪器。
它由两个固定的金属芯合金电阻组成,每一对的电阻值有自己的温度特性,其中一端的温度变化时另一端也会变化,这种特性是热电偶广泛应用的原因。
二、热电偶校正热电偶校正是用于确定热电偶读数与标准温度之间的偏差,以确保测量温度的准确性。
它包括数据记录、多次测量、温度控制设备、热电偶温度读数和标准温度比较等,以确定热电偶是否正常使用,以及它是否准确测量温度。
三、实验方法1.置测试环境:使用精密温度控制仪器设置温度,在100℃处安装热电偶,并连接到记录仪。
2.制温度:将控制仪器设置为每隔5秒采集温度数据,记录5分钟,确保温度在50℃至150℃之间,并在每段温度变化中记录温度读数。
3.录数据:在每段温度变化中记录热电偶的温度读数,并与标准温度进行比较,计算偏差值,以确定热电偶的准确性。
4.对照检查:将热电偶调整到50℃,将其连接到精密温度控制仪器,检查热电偶的温度读数是否与标准温度相符。
四、实验结果完成实验后,将测量的温度读数与标准温度进行比较,计算出偏差值,结果如下表所示:标准温度(℃) |量读数(℃)|差(℃)50 | 50.2 | 0.275 | 75.1 | 0.1100 | 99.9 | -0.1125 | 125.1 | 0.1150 | 150.2 | 0.2从上表中可以看出,热电偶的温度读数与标准温度之间的偏差均在0.2以内,可以认为热电偶准确度较高。
五、结论通过本次实验,我们可以得出以下结论:1.电偶是测量温度和控制温度的常用仪器;2.电偶校正是用于确定热电偶读数与标准温度之间的偏差,以确保测量温度的准确性;3.过实验,可以得出热电偶的温度读数与标准温度之间的偏差均在0.2以内,可以认为热电偶准确度较高。
由于热电偶能够准确测量温度,因此它为工业生产提供了可靠的温度控制手段,广泛应用于电力工程、热能恒温、温度计量、生物学研究等领域。
实验三热电阻测温性能实验1.实验目的:了解热电阻和热电偶测量温度的特性与应用。
2.基本原理:热电阻测温原理:利用导体电阻随温度变化的特性,热电阻用于测量时,要求其材料电阻温度系数大,稳定性好,电阻率高,电阻与温度之间最好有线性关系。
常用的热电阻有铂电阻和铜电阻。
铂电阻在0-630.74℃以内测温时,电阻Rt与温度t的关系为:Rt=Ro (1+At+Bt2),其中,Ro是温度为0℃时的电阻。
本实验Ro=100Ω。
A=3.9684×10-2/℃,B=-5.847×10-7/℃2,铂电阻采用三线连接,其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。
热电偶测温原理:两种不同的导体或半导体组成闭合回路,当两接点分别置于两不同温度时,在回路中就会产生热电势,形成回路电流。
这种现象就是热电效应。
热电偶就是基于热电效应工作的。
温度高的接点就是工作端,将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。
3.需用器件与单元:①CSY-2000控制台上的:mV表、温度控制仪、直流稳压源+2V,+5V;②实验桌上的:温度源、热电偶(K型或E型)、Pt100热电阻、万用表、温度传感器实验模板、连接导线。
4.实验步骤及说明:(1)设置温度控制仪的各项参数并测量环境温度:用万用表欧姆档测出Pt100热电阻三根线,并将它的三个端点与主控台上的Pt100三个端点相连(一一对应)。
打开主控台上的电源开关、温度开关,温度控制仪开始工作。
根据附录一的说明,按下表设定温度控制仪的某些参数值,其余参数按附录一设置。
参数设置完成后,PV显示的温度即为环境温度,记录到表4-1中。
注意:测量环境温度时,热电阻不要插入温度源。
(2)连接电路:关闭主控台上的温度开关、电源开关,开始连接电路。
将温度源上的Pt100三个端点与主控台上的Pt100三个端点相连(一一对应),作为标准温度读数。
将温度源上的风扇电源24V与主控台上风扇源的24V相连。
热电偶校验实验数据
热电偶校验实验是一种常用的温度测量技术,是温度传感器系统
中重要的一环。
热电偶校验实验包括以下四个部分:量温、校正因子、连线检查和可靠性测试。
首先,进行量温,将热电偶连接到标准元件上,并将热电偶连接
到合适的仪器上,以测量真实的温度值。
在该阶段,要确保热电偶的
连接是牢固的,同时监控温度值的变化,确保测量的温度值是准确的。
接着,进行校正因子的测试,通过对比标准元件和热电偶的温度值,来计算出热电偶的校正因子(K值)。
这一步骤非常重要,因为K
值直接关系到热电偶的可靠性,而K值高则表明热电偶的精度较高,
可以准确测量温度。
第三步是连线检查,根据标准线路将热电偶连接起来,然后检查
电阻大小,确保根据不同电路规律连接的可靠性。
最后,进行可靠性测试,将热电偶依次潜入一定的温度,然后在
每次测试温度的基础上不断增加和降低温度,并重复测试,以检查热
电偶的可靠性和可靠性。
综上所述,热电偶校验实验是一种常用的温度测量技术,包括量温、校正因子、连线检查和可靠性测试四个部分。
热电偶校验实验有
助于确保热电偶准确地测量温度、准确计算出校正因子K值、检查电
路的可靠性和热电偶的可靠性,为温度测量技术提供有力的支撑。
热电偶测温及校验实验报告
热电偶测温及校验实验是一项重要的工作,它涉及对热电偶安装、设计、调试、维护等各个方面。
本实验报告旨在介绍热电偶测温及校
验实验的细节。
实验开始前,需要准备参与实验的各类器材,包括热电偶,电流计,温度计,火焰温度计,溶解器等等。
热电偶的安装是实验的重要
部分,需要采用的方法要精确,以保证测量的数据准确可靠。
实验具体过程包括:一、使用特定的电源进行校验;二、检查热
电偶的温度系数,以确定其偏差值;三、校准它的温度系数,并编写
与它有关的实验报告;最后,用实验得出的数据建立热电偶的温度表。
实验中采用的数据有:电源电压、功率系数、温度系数、电流和
电压等等,以计算出热电偶各种参数的准确性和精度,从而判断热电
偶的性能。
经过实验测量,热电偶测温及校验的实验确实起到了重要作用,
它能够为解决热电偶的使用问题提供有力的技术支持,以便提高热电
偶应用的效率和可靠性。
总之,热电偶测温及校验实验是一项重要的测量实验,可以为我
们提供可靠的测量数据,从而更好地掌握热电偶应用的效率和安全性。
热敏电阻应用——温度传感实验实验原理下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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热电偶校测实验报告一、实验目的本次实验的目的是测试热电偶的效应,并对热电偶的测量性能进行检查和分析,了解不同类型的热电偶在温度测量时的精度和响应时间。
二、实验原理热电偶是一种常见的温度传感器,它可以产生可检出的电信号,该电信号随着探头形状、材料和体积的变化而发生变化。
热电偶的基本原理是,通过在两个物体之间的温度差异产生的电流,然后经由热电开关放大,最后由电表来量化温度差异,然后可以将这个温度差异投射到温度表上。
三、实验材料和设备本次实验所用到的材料有:(1)热电偶(K型、J型);(2)热偶互感器;(3)温湿度检测终端;(4)数显表;(5)风速测量仪;(6)恒温恒湿仪;(7)温度冷却器。
本次实验所用的设备有:(1)恒温恒湿仪;(2)电压、电流表;(3)数显表;(4)低压电力测试桩;(5)报警设备;(6)热电偶串接仪。
四、实验步骤(1)用风速测量仪测量温度的环境风速,并记录数据;(2)将热电偶与温湿度检测终端连接好;(3)用低压电力桩测试恒温恒湿仪,将恒温恒湿仪调节到指定温度湿度;(4)将热电偶放入恒温恒湿仪,并使用电压、电流表记录温度变化;(5)将温度冷却器放入恒温恒湿仪,并使用数显表记录温度变化;(6)同时观察报警设备,以及热电偶串接仪的显示。
五、实验结果本次实验测试了三种类型的热电偶:K型、J型和温度冷却器,并对其各自的测量性能进行了分析。
结果表明,K型热电偶与J型热电偶在温度测量性能上表现出良好的精度,响应时间也很快。
另外,温度冷却器的响应时间较慢,但其精度仍然较高。
六、实验结论通过本次实验,我们可以得出以下结论:(1)K型和J型热电偶在温度测量性能上表现出良好的精度及快速的响应时间;(2)温度冷却器的响应时间较慢,但其精度仍然很高。
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。
实验二十二热敏电阻温度传感器测温实验一、实验目的:掌握热敏电阻的工作原理及其测温特性。
二、实验原理:用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高,可以应用于各领域的优点,热电偶一般测高温时线性较好,热敏电阻则用于200℃以下温度较为方便,本实验中所用热敏电阻为负温度系数。
温度变化时热敏电阻阻值的变化导致运放组成的压/阻变换电路的输出电压发生相应变化。
三、实验所需部件:热敏电阻、温度变换器、电压表、温度计(可用仪器中的P-N结温度传感器或热电偶作测温参考)。
四、实验步骤:1.观察装于悬臂梁上封套内的热敏电阻,将热敏电阻接入温度变换器Rt端口,调节“增益”旋钮,使加热前电压输出Vo端电压值尽可能大但不饱和。
由数字温度计读出环境温度并记录。
将热电偶两端子极性正确地插入数字温度计插孔内。
2. 打开加热器,观察数字温度计的读数变化。
经过足够上的时间后,数字温度计的读数不再升高(或者,电压表示数不再变化),达到一个稳定值,说明此时加热器的加热功率与热量耗散功率达到平衡,从而温度不再变化。
关闭加热器。
3. 观察数字温度计的读数变化,每降温1℃记录一个电压表的输出电压值,并填入以下数据表中。
根据表中数据作出V-T曲线,求出灵敏度S。
S=△V/△T4.再次打开加热器,重复步骤3.5.观察数字温度计的读数变化,每降温1℃,用万用表测出热敏电阻的电阻值,并填入以下数据表中。
6.负温度系数热敏电阻的电阻温度特性可表示为:Rt =Rto exp Bn (1/T –1/To)式中Rt、Rto分别为温度T、To时的阻值,Bn为电阻常数,它与材料激活能有关,一般情况下,Bn=2000~6000K,在高温时使用,Bn值将增大。
由以上实验结果,求出电阻常数Bn的值。
实验二热电偶原理及现象一、任务与目的了解热电偶的原理及现象二、原理(条件)热电偶原理:二种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时,当两个接点温度不同时回路中就会产生电流,这一现象称为热电效应,产生电流的电动势叫做热电势。
通常把两种不同金属的这种组合称为热电偶;实验所需仪器:-15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F/V表、加热器、热电偶、水银温度计(自备)、主副电源;旋钮初始位置:F/V表切换开关置2V档,差动放大器增益最大(1-100倍)。
三、内容与步骤实验步骤:1、了解热电偶在实验仪上的位置及符号,实验仪所配的热电偶是由铜_康铜组成的简易热电偶,分度号为T。
实验仪有二个热电偶,它封装在双平行梁的上片梁的上表面(在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点,就是热电偶)和下片梁的下表面,二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。
2、将差动放大器调零:用连线将差动放大器的正(+)、负(-)、地短接。
将差动放大器的输出端与F /V表的输入插口Vi 相连;开启主、副电源;调节差动放大器的增益到最大位置,然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零,关闭主、副电源。
3、按图1接线、开启主、副电源,调节差动放大器调零旋钮,使F/V表显示零。
记录下自备温度计的室温(24℃)。
图1将-15V直流电源接入加热器的一端,加热器的另一端接地,观察F/V表显示值的变化,待显示值稳定不变时记录下F/V表显示的读数E。
根据热电偶的热电势与温度之间的关系式:Eab(t,0)=Eab(t,tn)+Eab(tn,0)其中:t------热电偶的热端(工作端或称测温端)温度。
tn------热电偶的冷端(自由端即热电势输出端)温度也就是室温。
0------0℃。
热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。
Eab(t,tn)=(f/v显示表E)/100*2(100为差动放大器的放大倍数,2为二个热电偶串联)。
热端温度为室温,冷端温度为0℃,铜-康铜的热电势:Eab(tn,to):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜-康铜热电偶分度表,得到室温(温度计测得)时热电势。
温度传感器实验报告一、引言温度传感器是现代科技领域中的重要组成部分之一。
它在各行各业中都扮演着至关重要的角色,被广泛应用于环境监测、工业控制、医疗仪器等领域。
本篇实验报告将对温度传感器进行实验研究,探讨其原理和应用。
二、实验目的本实验旨在通过实际操作,深入理解温度传感器的工作原理,掌握其使用方法,并对其在不同环境条件下的性能进行测试。
三、实验原理温度传感器根据物体的热量与温度之间的关系,测量物体的温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等。
其中,热敏电阻是最常用的一种。
热敏电阻根据温度变化导致的电阻变化,通过测量电阻来间接获取物体的温度。
四、实验材料和仪器1. 热敏电阻2. 电源3. 万用表4. 温度测量仪器五、实验步骤1. 将热敏电阻连接到电源和万用表上,并保持电路完整。
2. 调节电源,确保电流稳定。
3. 使用温度测量仪器将热敏电阻放置在不同温度环境下。
4. 记录不同温度下热敏电阻的电阻值,并记录所对应的温度。
5. 根据实验数据绘制温度与电阻之间的关系曲线。
六、实验结果和分析经过实验,我们得到了多组温度与电阻的数据。
根据这些数据,我们可以绘制温度和电阻之间的关系曲线。
经过分析曲线,我们可以清晰地观察到热敏电阻电阻值随温度的变化情况。
实验结果显示,随着温度的升高,热敏电阻的电阻值逐渐降低。
这是因为温度升高会导致半导体材料内部的载流子浓度增加,从而减小材料的电阻。
这个现象与半导体材料的特性有关,也是热敏电阻能够测量温度的原理之一。
七、实验应用温度传感器作为一种重要的测量装置,被广泛应用于各个领域。
其中最为常见的应用是室内温度控制系统。
通过温度传感器可以精准地测量室内环境的温度,并根据设定值来调节空调、供暖系统等设备的温度。
温度传感器还常用于工业控制领域,可以监测设备的工作温度,确保设备安全运行。
此外,温度传感器在医疗仪器领域也有重要应用。
例如,在体温计和医疗监护仪中,温度传感器被用于测量人体的温度,帮助医护人员进行诊断和监测。
热电阻热电偶温度传感器校准实验 一、 实验目的 1. 了解热电阻和热电偶温度计的测温原理 2. 学会热电偶温度计的制作与校正方法 3. 了解二线制、三线制和四线制热电阻温度测量的原理 4. 掌握电位差计的原理和使用方法 5. 了解数据自动采集的原理 6. 应用误差分析理论于测温结果分析。
二、 实验原理 1. 热电阻 (1) 热电阻原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。常用铂电阻和铜电阻,铂电阻在0—630.74℃以内,电阻Rt与温度t的关系为: Rt=R0(1+At+Bt2)
R0系温度为0℃时的电阻,铂电阻内部引线方式有两线制,三线制,和四线制三种,两线制中引线电阻对测量的影响最大,用于测温精度不高的场合,三线制可以减小热电阻与测量仪之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响,用与高精度温度检测。本实验是三线制连接,其中一端接二根引线主要是消除引线电阻对测量的影响。 (2) 热电阻的校验 热电阻的校验一般在实验室中进行,除标准铂电阻温度计需要作三定点,(水三相点,水沸点和锌凝固点)校验外,实验室和工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法两种校验方法。比较法是将标准水银温度计或标准铂电阻温度计与被校电阻温度计一起插入恒温水浴中,在需要的或规定的几个稳定温度下读取标准温度计和被校验温度计的示值并进行比较,其偏差不超过最大允许偏差。在校验时使用的恒温器有冰点槽,恒温水槽和恒温油槽,根据所校验的温度范围选取恒温器。比较法虽然可用调整恒温器温度的方法对温度计刻度值逐个进行比较校验,但所用的恒温器规格多,一般实验室多不具备。因此,工业电阻温度计可用两点法进行校验,即只校验R0与R100/ R0两个参数。这种校验方法只需要有冰点槽和水沸点槽,分别在这两个恒温槽中测得被校验电阻温度计的电阻R0 和R100,然后检查R0 值和R100/R0 的比值是否满足规定的技术数据指标,以确定温度计是否合格。 (3) 热电阻的类型 1)普通型热电阻。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。 2)铠装热电阻。铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径一般为φ2--φ8mm。与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。 3)端面热电阻。端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 4)隔爆型热电阻。隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
2. 热电偶 (1) 热电偶原理 将两种不同材质的金属导线连接成闭合回路,如果两接点的温度不同,由于金属的热电效应,在回路中就会产生一个与温差有关的电动势,称为温差电势。在回路中串接一毫伏表,就能粗略地测出温差电势值。如图1:
图1 热电偶原理 温差电势的大小只与两个接点的温差有关,与导线的长短粗细和导线本身的温度分布无关。这样一对导线的组合就称热电偶温度计。简称热电偶。 实验表明,在一定温度范围,温差电势E与两接点的温度T0, T存在着函数关系E=F(T0 , T), 如果一个接点T0(通常指冷端)的温度保持不变,则温差电势就只与另一个接点T(通常指热端)的温度有关,即E=F(T) ,当测得温差电势后,即可求出另一个接点(热端)的温度。 为了增加温差电势,提高测量精度,可将几个热电偶串联成热电堆,如图2: 热端(测量点) 冷端(参考点) 图2 热电偶示意图 (2) 热电偶的标定 将热电偶做为温度计,必须先将热电偶的温差电势与温度值T之间的关系进行标定。一般不用内插式计算,而是用实验方法,用表格或T-E(或E-T)特性曲线形式表示。标定方法,一般采用: 1)固定点法,即测量已知沸点或熔点温度的标准物质在沸点或熔点时的温差电势值。 2)标准热电偶法,将待标热电偶与标准热电偶一起置于恒温介质中,逐点改变恒温介质的温度,待热电偶处于热平衡状态下测出每一点的温差电势。热电偶的T-E特性曲线如下图3:
图3 热电偶T-E 特性曲线 (3) 热电偶的分类 热电偶的种类繁多,各有其优缺点。可根据不同的用途选择不同型号的热电偶。目前我国已经标准化的常用商品热电偶,有以下几种 表1 热电偶分类
电位差计 热电偶分类 型号 新分度号 旧分度号 使用温度0C 长期 短期 铁-康铜 / J TK 400 800 镍铬-镍硅 WREU K EU-2 1000 1300 铜-康铜 WRCK T CK 600 800
三、 实验装置 热电偶实验装置主要由恒温水浴、电位差计、热电偶、热电阻、冰点仪、数据采集装置、低电势转换开关和标准玻璃温度计等组成。恒温水浴上具有搅拌、加热与温度控制装置,可根据要求将温度稳定在设定值附近。采用标准玻璃温度计测量的温度作为标准温度,用于校准热电偶和热电阻。可以采用手动与自动采集方式进行采集。数据采集仪1-4#通道用于采集热电偶电势,5-7#通道用于采集热电阻电势,其中5#通道用于连接四线制热电阻,6#通道用于连接二线制热电阻,7#通道用于连接三线制热电阻通道。
电位差计
恒温水浴玻璃温度计
冰点仪热电偶温控装置数据采集装置
计算机显示与处理系统
热电阻电源指示二线三线四线
图4 热电阻与热电偶校验原理与接线图 四、 实验内容 1). 了解热电阻测温原理,练习热电阻二三线制接法; 2). 做出被校热电阻与标准温度计之间的曲线关系,通过查标准热电阻温度与阻值关系进行分析; 3). 了解热电偶的测温原理、温度补偿方法,练习热电偶连线与测温; 4). 做出被校热电偶温度与电势曲线,通过查标准热电偶与电势关系进行分析; 5). 练习电位差计测量电势方法,了解校验实验台自动采集原理。
五、 操作步骤 1). 恒温水浴内加好水,冰瓶内放入冰水混合物。 2). 将热电阻与热电偶按上图4所示连好,其中热电偶冷端放入冰瓶,并保证热电偶连线在冰瓶内10分钟以上。检查热电阻、热电偶的高温探头是否都浸在恒温水浴里。热电偶和热电阻高温探头头部要在同一水平面,以使两者温度尽可能一致。(注意:待需要测量恒温水浴精准温度时,才将温度计插入恒温水浴,以免误操作造成标准温度计损坏。且标准温度计也要和热电偶、热电阻高温探头在同一水平面)。 3). 打开恒温水浴电源按钮,按下“加热”,“水泵”按钮,设定恒温水浴温度。 4). 打开控制柜的开关,打开电脑并启动热电偶热电阻校验系统软件,然后新建实验。新建实验完成后启动软件“开始”按钮,进行数据采集。 5). 加热恒温水浴到设定温度,待软件提示“恒温水浴状态稳定”后,点击“采集稳态数据”按钮,选择量程适当的标准温度计温度测量出水浴温度,并写入计算机后,计算机自动采集当前传感器的电势值或电阻并予以保存。 6). 实验者根据需要重复步骤5。 7). 完成实验时,点击计算机软件按钮“停止”,终止实验,并将数据导出。 8). 退出测控软件,关闭电脑、控制箱以及恒温水槽。 9). 根据记录的实验数据,进行分析与处理,最终得到不同温度情况下电势与电阻值。 10). 应用误差分析理论进行测温结果分析。
六、注意事项 1. 实验之前应将加热主体加入适量的水或油。 2. 工作环境应无强磁场,温度0~35℃,相对湿度不大于85%。 3. 注意:采用高精度玻璃温度计测量温度,注意温度测量范围,以免导致温度计损毁。当恒温水槽温度低于25℃时,采用0-25℃范围的标准玻璃温度计;当恒温水槽温度在25~50℃之间时,采用25-50℃范围的标准玻璃温度计;当恒温水槽温度在50~75℃之间时,采用50-75℃范围的标准玻璃温度计;当恒温水槽温度在75~100℃之间时,采用75-100℃范围的标准玻璃温度计。 4. 当水槽温度比较高的时候,注意防止烫伤。 5. 防止水槽的水溅出影响其他电气设备。
七、数据整理 表2 热电阻、热电偶温度传感器校验数据
序号 温度/℃ J型热电偶/mV T型热电偶/mV K型热电偶/mV 二线制热电阻/Ω 四线制热电阻/Ω 三线制热电阻/Ω 三线制热电阻/Ω 1 31.0 0.426 0.340 0.330 112.33111.95 112.20 112.49 0 2 35.4 0.650 0.510 0.510 114.098 113.74 113.98 114.28
热电阻、热电偶温度传感器校验曲线如下图所示:
图5 热电阻、热电偶温度传感器校验曲线