熱電偶測(cè)溫度實(shí)驗(yàn)

熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與控制實(shí)驗(yàn)室林月、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鉄犭娕紲y(cè)溫原理及方法。了解熱電偶測(cè)量溫度的性能與應(yīng)用范圍。二、實(shí)驗(yàn)原理-熱電偶原理兩種不同成份的導(dǎo)體兩端接合成回路，當(dāng)兩接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，可顯示測(cè)得的熱電勢(shì)。二、實(shí)驗(yàn)原理-熱電偶原理國(guó)際上，將熱電偶的A、B熱電極材料不同分成若干分度號(hào)，如常用的Ｋ(鎳鉻-鎳硅或鎳鋁)、Ｅ(鎳鉻-康銅)、Ｔ(銅-康銅)等等，并且有相應(yīng)的分度表，即參考端溫度為0℃時(shí)的測(cè)量端溫度與熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；從熱電偶的測(cè)溫原理可知，熱電偶測(cè)量的是測(cè)量端與參考端之間的溫度差，必須保證參考端溫度為0℃，才能利用熱電偶分度表查的熱電勢(shì)對(duì)應(yīng)的溫度，而實(shí)際測(cè)量時(shí)，環(huán)境溫度不為0。對(duì)此，我們有如下關(guān)系式：二、實(shí)驗(yàn)原理-熱電偶原理式中：E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)E(T,0)—熱電偶測(cè)量端溫度為T，參考端溫度為0℃時(shí)的熱電勢(shì)；E(T,T0)—熱電偶測(cè)量端溫度為T，參考端溫度為T0不等于0℃時(shí)的熱電勢(shì)；E(T0,0)—熱電偶測(cè)量端溫度為T0，參考端溫度為0℃時(shí)的熱電勢(shì)。二、實(shí)驗(yàn)原理-熱電偶原理二、實(shí)驗(yàn)原理-熱電偶原理用一支分度號(hào)為Ｋ熱電偶測(cè)量溫度源的溫度，工作時(shí)的參考端溫度(室溫)t0=20℃，而測(cè)得熱電偶輸出的熱電勢(shì)(經(jīng)過放大器放大的信號(hào)，假設(shè)放大器的增益ｋ=10)32.7mv，則E(t,t0)=32.7mV/10=3.27mV，那么熱電偶測(cè)得溫度源的溫度是多少呢?

解：由附錄Ｋ熱電偶分度表查得：E(t0,0)=E(20,0)=0.798mV已測(cè)得E(t,t0)=32.7mV/10=3.27mV故

E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=3.27mV+0.798mV=4.068mV熱電偶測(cè)量溫度源的溫度可以從分度表中查出，與4.068mV所對(duì)應(yīng)的溫度是100℃。二、實(shí)驗(yàn)原理-溫度測(cè)量電路三、實(shí)驗(yàn)儀器

熱電偶K型、E型、溫度測(cè)量控制儀、數(shù)顯單元（主控臺(tái)電壓表）、溫度源、直流穩(wěn)壓電源±15℃、溫度傳感器模塊。

四、實(shí)驗(yàn)步驟-冷端溫度補(bǔ)償測(cè)量熱電偶冷端溫度并進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償1、打開溫度控制儀的電源開關(guān)，將溫控儀上標(biāo)有“熱電偶”字樣的兩個(gè)接口短接，記錄PV窗口當(dāng)前顯示的溫度值，即為E型熱電偶的冷端溫度t0。3、根據(jù)熱電偶冷端溫度t0查E型熱電偶分度表得到E(t0,0)。四、實(shí)驗(yàn)步驟-冷端溫度補(bǔ)償四、實(shí)驗(yàn)步驟-實(shí)驗(yàn)電路清零1、去掉溫控儀上“熱電偶”接口的連線，在溫度控制儀上控制方式選為內(nèi)控方式，將K、E型熱電偶插到溫度源的插孔中，K型的自由端接到溫度控制儀上標(biāo)有“熱電偶”字樣的插孔中。2、從主控箱上將±15V電壓、地接到溫度傳感器模塊上，將溫度源電源接到溫度控制儀相應(yīng)插口處。將R5、R6兩端短接同時(shí)接地，打開主控箱電源開關(guān)，將模塊上的Vo2與主控箱數(shù)顯表單元上的Vi相接。將Rw2旋至中間位置，調(diào)節(jié)Rw3使數(shù)顯表顯示為零。（注意：在這一過程中切勿打開溫度源的開關(guān)）四、實(shí)驗(yàn)步驟-實(shí)驗(yàn)電路清零四、實(shí)驗(yàn)步驟-溫度測(cè)量1、電路清零完畢后，去掉R5，R6接地線及連線，將E型熱電偶的自由端與溫度模塊的放大器R5，R6相接，同時(shí)E型熱電偶的藍(lán)色接線端子接地（如果沒有藍(lán)色的，黑色接地）。四、實(shí)驗(yàn)步驟-溫度測(cè)量2、在溫度控制儀上設(shè)定溫度值為20、30、40℃+n△t，△t=5℃，n=0……7，打開溫度源開關(guān)，當(dāng)PV顯示窗口顯示的值為設(shè)定的溫度值的時(shí)候，讀取并記錄電壓表上的電壓值V（T,T0），并記錄到表1中。3、查E型熱電偶分度表，得到每個(gè)設(shè)定溫度值下的E（T,0），通過公式K=V（T,T0）/

E（T,0）確定每個(gè)溫度下的放大倍數(shù)，并取平均值，以平均放大倍數(shù)作為整個(gè)過程的放大倍數(shù),然后確定E(T,T0)=V（T,T0）/

K

。4、確定放大倍數(shù)后，通過公式：E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)確定最終的E(T,0)，對(duì)照E型分度表，得到對(duì)應(yīng)的溫度T。四、實(shí)驗(yàn)步驟-測(cè)量表1E型熱電偶電勢(shì)與溫度數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉所有電源，拆線，整理實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)