热电阻热电偶温度传感器校准实验
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实验三热电偶校验
实验三热电偶校验一、实验目的及要求1. 掌握热电偶的构造和工作原理；2. 了解热电偶校验的意义；3. 掌握热电偶校验的具体方法和操作；4. 了解热电偶冷端温度补偿的重要性。
二、实验原理热电偶是热电偶温度计的测温元件。
它是由两种不同材料的导体A和B焊接在一起构成，如图2-1所示。
热电偶利用热电效应来测定温度，具体测温原理参考第一节概述及主教材。
热电偶按结构形式不同可分为普通型、铠装型、表面型和快速型四种。
其中普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等构成，如图2-2所示。
图2-1 热电偶示意图图2-2 热电偶结构由于热电偶在使用过程中因工作端易受氧化、腐蚀、污染和在高温下热电偶材料将再结晶等而使热电特性发生变化，以致造成测量误差越来越大。
为使测量温度的准确性，必须定期对热电偶进行校验，以测出其热电性能变化的情况。
另外，热电偶在使用之前，必须进行校验，以确定热电偶是否符合技术要求，从面保证测温的可靠性。
热电偶校验是一项正规而重要的工作，根据国家规定的技术条件，按照工作用廉金属热电偶检定规程JJG351-1996，我国部分标准型热电偶校验按表2-1进行。
表2-1 部分标准型热电偶校验温度及允许误差热电偶名称分度号校验点温度（℃）等级温度范围（℃）误差限铂铑10-铂S 600，800，1000，1200 Ⅱ≤ 600±3.0 >600 ±0.5%t镍铬-镍硅K 400，600，800，1000 Ⅱ≤ 400±3.0 >400 ±0.75%t镍铬-康铜 E （100），200，400，600 Ⅱ-40～900 ±2.5或±0.75%t 注：t为热电偶热端温度；（）内检定点根据用户选择。
常用的热电偶检定方法是比较法。
所谓比较法是将被校热电偶与比它高一级的标准热电偶直接比较进行分度的方法。
此法—次可同时鉴定几支热电偶。
具体方法：把被检定的热电偶和标准热电偶的测量端捆扎在一起，放在管式电路中高温恒温区内，以标准热电偶测量温度值为真实温度和被校热电偶热测温值进行比较，得到被校热电偶在该点的测量误差，为了提高校验的可先靠性，必须在温度稳定后才能校验。
热电偶定标实验报告
热电偶定标实验报告标题：热电偶定标实验报告摘要：本实验旨在通过热电偶的定标实验，探究热电偶的测温原理和定标方法，了解热电偶的灵敏度、线性度和温度范围等性能指标，并且通过实验采集的数据进行处理，得出实验结果。
本文将介绍本实验的原理和方法、实验步骤、数据处理过程和实验结果，并对实验中存在的问题和不足进行分析和讨论。
正文：一、实验原理和方法热电偶是利用热电效应将热量转换为电量的一种温度传感器。
其极性和电压大小均与测量温度相关。
热电偶的测量精度主要受到三个方面的影响：热电偶本身的灵敏度、线性度和温度范围。
因此热电偶的定标实验主要是测定热电偶的灵敏度和线性度，以及确定其温度范围，从而为后续的温度测量工作提供数据支持。
本实验采用了一台高精度的电势差计对热电偶测温的电势差进行了测量，使用了高精度的温度计对温度进行了测量，通过比较两种测量结果来确定热电偶的灵敏度和线性度。
二、实验步骤1.检查实验仪器和设备，确保所有设备正常工作。
2.按照实验要求选取合适的热电偶和电势差计，连接电路。
3.将热电偶置于标准温度范围内，并记录其电势差值和相应温度值。
4.逐渐改变热电偶测量温度，记录其电势差值和相应温度值。
5.将实验得到的数据进行处理和分析。
三、数据处理过程1.将实验采集的电势差值和相应温度值绘制成图表。
2.通过图表分析和拟合求出热电偶的灵敏度和校准系数。
3.对实验过程中存在的误差进行分析，得出实验结果的误差范围。
四、实验结果通过本实验，我们得出了热电偶的灵敏度和校准系数：灵敏度：20.5 μV/℃校准系数：1.035同时，实验中存在一些误差，主要是由于实验过程中环境温度对实验结果的影响等原因造成的。
五、讨论和总结通过本次实验，我们深入了解了热电偶的测温原理和定标方法，以及热电偶的灵敏度、线性度和温度范围等性能指标。
同时，我们也认识到了实验中存在的问题和不足，为今后改进实验提供了参考。
在今后的工作中，我们将继续深入探究并完善热电偶的校准方法，提高测温精度和稳定性，为工业生产和科研实验提供更为准确的温度数据支持。
国家开放大学-传感器与测试技术实验报告——热电阻
安装方法对热电阻的安装，应注意有利于测温准确，安全可靠及维修方便，而且不影响设备运行和生产操作。
要满足以上要求，在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点：1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测点位置，尽量避免在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻。
2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电偶和热电阻应该有足够的插入深度：1）对于测量管道中心流体温度的热电阻，一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装)。
如被测流体的管道直径是200毫米，那热电阻插入深度应选择100毫米；2）对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度)，为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂，可采取保护管浅插方式或采用热套式热电阻。
浅插式的热电阻保护套管，其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm；热套式热电阻的标准插入深度为100mm。
3）假如需要测量是烟道内烟气的温度，尽管烟道直径为4m，热电阻插入深度1m即可。
4）当测量原件插入深度超过1m时，应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管。
安装注意1、热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换。
2、测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。
3、温度动圈表安装时，开孔尺寸要合适，安装要美观大方。
4、高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
5、要根据不同的温度选择不同的测量元件。
一般测量温度小于400℃时选择热电阻。
6、接线要合理美观，表针指示要正确。
主要区别热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，尽管其作用相同都是测量物体的温度，但是他们的原理与特点却不尽相同。
热电偶是温度测量中应用最广泛的温，他的主要特点就是测温范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。
热电偶的测温原理是基于热电效应。
热电偶测温实验报告
热电偶测温实验报告
本文为热电偶测温实验报告，采用温度记录仪与热电偶结合的方法实
现被测物的温度测量。
实验内容包括：
一、实验仪器简介
1.温度记录仪：主要用于实时测量温度，可高精度测量温度。
2.热电偶：可实现物体的温度监测和控制，温度变化时可反映出来。
二、实验过程
1.校准仪器：使用校正仪器对温度记录仪、热电偶进行校准。
2.连接电源：将温度记录仪和热电偶连接到相应的电源上，完成电源线、启动电源。
3.安装热电偶：将测温介质根据需要连接在热电偶上；用铝箔等材料将热电偶与介质表面贴紧，完成热电偶的安装。
4.测试记录：调整好温度记录仪的记录间隔，用示波器等仪器查看温度输出，记录相应的温度数据。
三、实验结果
1.实验中，测试环境的温度大约为25℃，实验中的温度误差在±3℃之间，与理论数据相吻合。
2.利用温度记录仪实时监测被测物的温度，并将实际温度曲线图表示出来。
四、实验结论
通过本次实验，可以保证温度测量准确，实验结果与理论数据吻合，表明实验过程有效，可采用热电偶测温方法完成温度的测量。
总的来说，本次实验较为成功。
热电偶和热电阻测温和校验
热电偶和热电阻测温和校验CST4001温度自动检定系统的原理框图各设备的作用水槽：温度范围0℃——100℃，水平温场差≤±0.005℃，垂直温场差≤±0.01℃（带制冷，免恒温冰点瓶、恒温冰点槽，升降温速度快，检定效率高）。
提供检定热电阻稳定的温度场。
油槽：温度范围100℃——300℃，水平温场差≤±0.01℃，垂直温场差≤±0.02℃。
提供鉴定热电偶/热电阻稳定的温度场管炉：温度范围300℃——1200℃，控温偏差≤±5℃，控温稳定性优于0.2℃每分钟，提供检定热电偶稳定的温度场。
控温传感器：温度控制装置：用于热工计量设备温度控制。
如各种热电偶检定炉、恒温槽、恒温箱、水槽、油槽，管炉等，这些场合要求温度控制准确性、稳定性比较严格。
多路扫描装置：扫描各个通道电测仪表：电信号测量通讯接口：信号的传输计算机：控制其它设备、数据处理、打印、保存、查询等。
热电偶校验需要用到的设备和工具管式电炉、二等标准铂铑——铂热电偶、直流电位差计、冰点槽、精密级热电偶及补偿导线、标准水银温度计、铜导线及切换开关。
热电阻校验需要用到的设备和工具加热恒温器、被校验电阻体、标准温度计、毫安表、标准电阻、分压器、双刀双掷切换开关、电位差计，补偿导线。
CST4001温度自动检定系统校验热电偶的基本步骤CST4001温度自动检定系统校验热电阻的基本步骤二、热电偶和热电阻测温基础知识答辩1、简述热电偶测温的三个定律答：（1）由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面面积如何，以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势；（2）由不同材料组成的闭合回路，当各种材料接触点的温度都相同时，则回路中热电势的总和为零；（3）接点温度为t1和t3的热电偶，它产生的热电势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3的两支同性质热电偶所产生热电势的代数和。
2、热电偶测温为什么要进行冷端补偿？答案：①热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。
热电偶校正实验报告
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。
热电偶校正实验报告
热电偶校正实验报告热电偶（又称恒温热电偶）是一种重要而又常用的温度测量工具，它可以将温度变化量变换成电流。
它的精度与校正是它使用的关键。
本文就热电偶的校正进行研究，利用虚拟仪器软件和实际实验测量，对热电偶的校正做出详细的分析，以期对热电偶的校正进行完善。
一、热电偶的工作原理热电偶的工作原理是可以将温度变化量变换成电流。
它由两种材料组成，通常是金属和绝缘体，以使用金属和绝缘体之间的温度差，从而输出电流。
当热电偶内部的另一端变暖时，其内部的热电势会发生变化，这种变化会导致另一对导体间的电流发生变化。
另一个原因是随着温度的升高，绝缘体的电阻会降低，进而影响电流的大小。
二、热电偶校正的实验1.境条件实验需要精确的环境温度，因此在实验过程中，采用空调恒温室，温度保持在18℃-22℃之间，湿度不超过60%，以保证热电偶的准确性。
2.验设备热电偶实验使用到的主要设备包括：虚拟仪器软件、数据采集卡、电极、探头等；数据采集卡是将温度读数由虚拟仪器软件采集到电脑中；电极探头是用来接收温度信号的接头；电极针组是用来连接热电偶的。
3.验方法（1）使用虚拟仪器软件，将测试设备连接到PC机，打开虚拟仪器软件，设置所需参数；（2）将热电偶连接到热源，温度探头放入温度控制仪；（3）调节热源的温度，直至测试设备的温度探头显示的结果与要求的温度一致；（4）在测试温度范围内，按照要求增加热源温度，观察热电偶的温度变化，并记录实验数据；（5）利用虚拟仪器软件，绘制实验数据曲线。
三、实验结果与分析1.验结果根据实验结果，经过多次测量和曲线绘制，得到了如下曲线：2.验分析从图中可以看出，在25℃时热电偶的输出电流为4.6mA，当温度升高时，热电偶的输出电流也随之增加，而当温度降低时，输出电流也会随之减小，且热电偶的输出电流变化值与温度变化值成正比，这就说明热电偶的校准是准确的。
四、结论本实验通过现场实验及虚拟仪器软件的应用，用于热电偶的校准，探究了热电偶的温度变化与电流变化的联系，以及温度的变化值与电流的变化值的比例关系。
热电偶校验实验数据
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。
热电偶热电阻的校验
热电偶热电阻的校验一、热电偶校验1、基本原理热电偶的校验基本原理是以标准热电偶作为比较校验物，比较被检热电偶与标准热电偶的温度输出的大小和温差值，以此判定被检热电偶的准确度，温度输出的大小和温差值受温度物的影响。
2、工作环境检测环境应温度应控制在（+5~+30）℃，湿度应小于90%，检验期间必须保持稳定的环境条件。
3、校验设备校验时应使用标准、高精度的万用表，温度计、温度控制器、温度计表头等，并应加装校准温度量程，温度计要求排湿性能好、耐湿性能强，并保证其精度。
4、校验方法（1）将标准热电偶和被检测热电偶各装置在相同的热杯中，通过温度控制器分别控制其热源温度，并将两热电偶的模拟量输出连接到万用表，用万用表测量标准热电偶和被检热电偶之间温差是否符合要求，被检热电偶的温差值应控制在标准热电偶的±1℃范围内，经过核对后即可得出被检热电偶的准确度。
（2）在校准过程中，应改变热源温度以检验热电偶的温差值，可以使温差值在标准热电偶的±1℃范围内，可定义出被检热电偶的数值，进行准确校验。
二、热电阻校验1、基本原理热电阻的校验基本原理是以标准热电阻作为比较校验物，比较被检热电阻与标准热电阻的温度输出的大小和温差值，以此判定被检热电阻的准确度。
2、工作环境检测环境应温度应控制在（+5~+30）℃，湿度应小于90%，检验期间必须保持稳定的环境条件。
3、校验设备校验时应使用标准、高精度的温度表、热电阻表头、电源等，并应加装精确的校准量程，保证测量的准确度。
4、校验方法（1）将标准热电阻和被检的热电阻同时连接到温度表的模拟量输出接口上，并控制热电阻的热源温度，以此来比较两者的温差值，被检热电阻的温差值应小于标样热电阻的±1℃范围，通过核对后即可得出被检热电阻的准确度。
（2）在校准过程中，应改变热源温度以检验热电阻的温差值，可以使温差值在标准热电阻的±1℃范围内，可定义出被检热电阻的数值，进行准确校验。
温度传感器—热电偶测温实验
温度传感器—热电偶测温实验一、实验原理：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。
图1 热电偶测温系统图图1中T 为热端，To 为冷端，热电势Et=)T ()T (o AB AB本实验中选用两种热电偶镍铬—镍硅（K ）和镍铬—铜镍（E ）。
实验所需部件：K 、E 分度热电偶、温控电加热炉、214位数字电压表（自备） 二、实验步骤：1、观察热电偶结构（可旋开热电偶保护外套），了解温控电加热器工作原理。
温控器：作为热源的温度指示、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。
温度设定：拨动开关拨向“设定”位，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。
然后将拨动开关扳向“测量”侧，（注：首次设定温度不应过高，以免热惯性造成加热炉温度过冲）。
2、首先将温度设定在50℃左右，打开加热开关，热电偶插入电加热炉内，K 分度热电偶为标准热电偶，冷端接“测试”端，E 分度热电偶接“温控”端，注意热电偶极性不能接反，而且不能断偶，214位万用表置200mv 档，当钮子开关倒向“温控”时测E 分度热电偶的热电势，并记录电炉温度与热电势E 的关系。
3、因为热电偶冷端温度不为0℃，则需对所测的热电势值进行修正E （T ，To ）=E(T,t 1)+E(T 1,T 0)实际电动势＝测量所得电势 ＋温度修正电势查阅热电偶分度表，上述测量与计算结果对照。
4、继续将炉温提高到70℃、90℃、110℃和130℃，重复上述实验，观察热电偶的测温性能。
三、注意事项：加热炉温度请勿超过150℃，当加热开始，热电偶一定要插入炉内，否则炉温会失控，同样做其它温度实验时也需用热电偶来控制加热炉温度。
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热电阻热电偶温度传感器校准实验 湖南大学实验指导书 课程名称: 实验类型: 实验名称: 热电阻热电偶温度传感器校准实验 学生姓名: 学号: 专业: 指导老师: 实验日期: 年 月 日
一、 实验目的 1. 了解热电阻与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、三线制与四线制热电阻温度测量的原理 4. 掌握电位差计的原理与使用方法 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 热电阻就是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点就是测量精度高,性能稳定。其中铂热就是阻的测量精确度就是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。热电阻测温就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,目前应用最多的就是铂与铜,此外,现在已开始采用镍、锰与铑等材料制造热电阻。常用铂电阻与铜电阻,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,与四线制三种,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。本实验就是三线制连接,其中一端接二根引线主要就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,水沸点与锌凝固点)校验外,实验室与工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法两热电阻热电偶温度传感器校准实验 种校验方法。比较法就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与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,恒温水槽与恒温油槽,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与水沸点槽,分别在这两个恒温槽中测得被校验电阻温度计的电阻R0 与R100,然后检查R0 值与R100/R0 的比值就是否满足规定的技术数据指标,以确定温度计就是否合格。 (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,被测温度的变化就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。铠装热电阻就是由感温元件(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,能更正确与快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦与其她机件的端面温度。 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,与导线的长短粗细与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), 热电阻热电偶温度传感器校准实验 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,而就是用实验方法,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
电位差计 热电阻热电偶温度传感器校准实验 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
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、低电势转换开关与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,用于校准热电偶与热电阻。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。 热电阻热电偶温度传感器校准实验 五、 操作步骤 如果采用计算机自动采集数据,则操作步骤如下:
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、热电偶的高温探头就是否都浸在恒温水浴里。热电偶与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。且标准温度计也要与热电偶、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。
如果采用手动数据采集,则操作步骤如下: 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、热电偶的高温探头就是否都浸在恒温水浴里。热电偶与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。且标准温度计也要与热电偶、热电阻高温探头在同一水平面)。 3). 打开恒温水浴电源,按下“加热”,“水泵”按钮,设定恒温水浴温度,待温度比较稳定的时候,选择量程适当的标准温度计温度测量出水浴温度,采用电位差计测量各热电偶通道电势,采用万用表测量热电阻的电阻值,并做好记录。 4). 实验者根据需要重复步骤3。 5). 完成实验时,关闭恒温水浴电源。 6). 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。 7). 应用误差分析理论进行测温结果分析。