溫度檢測試驗(yàn)試驗(yàn)指導(dǎo)

1、實(shí)驗(yàn)1鉑熱電阻溫度特性測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忏Q熱電阻的特性與應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100（2只）、溫度源、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。三、實(shí)驗(yàn)原理：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，熱電阻用于測量時，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，穩(wěn) 定性好，電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。當(dāng)溫度變化時，感溫元件的電阻值隨 溫度而變化，這樣就可將變化的電阻值通過測量電路轉(zhuǎn)換電信號，即可得到被測溫度。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟學(xué)會用智能調(diào)節(jié)儀來控制溫度：1）在控制臺上的“智能調(diào)節(jié)儀”單元中“輸入”選擇“Pt100”，并按圖1-1接線。將“ +24V輸出”經(jīng)智能調(diào)節(jié)儀“繼電器輸出”，接加熱器風(fēng)扇電源，打開調(diào)節(jié)儀電源。

2、圖1-1智能調(diào)節(jié)儀溫度控制接線圖2）按丁鍵，進(jìn)入智能調(diào)節(jié)儀設(shè)置菜單，儀表靠上的窗口顯示“SU，靠下窗口顯 示待設(shè)置的設(shè)定值。按“V”可改變小數(shù)點(diǎn)位置，按或，鍵可修改靠下窗口的設(shè)定 值。再按心回到初始狀態(tài)。調(diào)節(jié)智能調(diào)節(jié)儀，將溫度控制在500C，在另一個溫度傳感器插孔中插入另一只鉗熱 電阻溫度傳感器PT100。將15V直流穩(wěn)壓電源接至溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2 接實(shí)驗(yàn)臺直流電壓表。將溫度傳感器模塊上差動放大器的輸入端Ui短接，調(diào)節(jié)電位器Rw4使直流電壓表 顯示為零。5按圖2-2并將PT100的3根引線插入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K中Rt兩端（其中顏色相同 的兩個接線端是短路的）。溫

3、度傳感器實(shí)駝模J夬圖2-2鉑熱電阻測試拿掉短路線，將R6兩端接到差動放大器的輸入。記下模塊輸出Uo2的電壓值。改變溫度源的溫度每隔50C記下Uo2的輸出值。直到溫度升至1200C。并將實(shí)驗(yàn)結(jié) 果填入下表。表1鉑熱電阻的輸出電壓與溫度的關(guān)系T (6Uo2 (V)三、實(shí)驗(yàn)報告根據(jù)表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出UO2-T曲線，分析PT100的溫度特性曲線，計(jì)算其非線性誤 差。實(shí)驗(yàn)2K型熱電偶測溫實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釱型熱電偶的特性與應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100、K型熱電偶、溫度源、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。三、實(shí)驗(yàn)原理：熱電偶傳感器的工作原理熱電偶是一種使用最多的溫度傳感器，它的原理是基于1821年發(fā)現(xiàn)

4、的塞貝克效應(yīng)，即 兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A或B組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩節(jié)點(diǎn)處的溫度不 同，一端溫度為T，另一端溫度為T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，見圖2-1（a），即回路中存 在電動勢，該電動勢被稱為熱電勢。圖 2-1（a）圖 2-1（b）兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合被稱為熱電偶。當(dāng)回路斷開時，在斷開處a，b之間便有一電動勢E/其極性和量值與回路中的熱電勢 一致，見圖50-1（b），并規(guī)定在冷端，當(dāng)電流由A流向B時，稱A為正極，B為負(fù)極。實(shí) 驗(yàn)表明，當(dāng)Et較小時，熱電勢Et與溫度差（T-T。）成正比，即et=sab（t-t0）（1）S曷為塞貝克系數(shù)，又稱為熱電勢率，它是熱電偶的最重要的

5、特征量，其符號和大小取 決于熱電極材料的相對特性。熱電偶的基本定律：（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律：由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面積和長度如何， 也不論各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。（2）中間導(dǎo)體定律：用兩種金屬導(dǎo)體A，B組成熱電偶測量時，在測溫回路中必須通 過連接導(dǎo)線接入儀表測量溫差電勢Eab（T，T。），而這些導(dǎo)體材料和熱電偶導(dǎo)體A，B的材 料往往并不相同。在這種引入了中間導(dǎo)體的情況下，回路中的溫差電勢是否發(fā)生變化呢？熱 電偶中間導(dǎo)體定律指出：在熱電偶回路中，只要中間導(dǎo)體C兩端溫度相同，那么接入中間 導(dǎo)體C對熱電偶回路總熱電勢Eab（T，To）沒有影響。（3）中間溫度定律：熱電偶

6、的兩個結(jié)點(diǎn)溫度為T1，T2時，熱電勢為Eab（T1, T2）；兩 結(jié)點(diǎn)溫度為T2, T3時，熱電勢為Eab（T2，T3），那么當(dāng)兩結(jié)點(diǎn)溫度為T1，T3時的熱電勢則 為 TOC o 1-5 h z E （T，T）+ E （T，T）=E （T，T）（2）AB 12 AB 23 AB 13式（2）就是中間溫度定律的表達(dá)式。譬如：9=100。，T2=40C，T3=0C，貝0Eab （100，40）+Eab（40, 0）=Eab （100，0）（3）圖2-2熱電偶的分度號熱電偶的分度號是其分度表的代號（一般用大寫字母S、R、B、K、E、J、T、N表示）。它是在熱電偶的參考端為0C的條件下，以列表的形式表

7、示熱電勢與測量端溫度的關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟將溫度控制在500C,在另一個溫度傳感器插孔中插入K型熱電偶溫度傳感器。將15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K中。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2Ir8 如R10接主控臺直流電壓表。將溫度傳感器模塊上 差動放大器的輸入端Ui短接， 調(diào)節(jié)Rw3到最大位置，再調(diào) 節(jié)電位器Rw4使直流電壓表 顯示為零。拿掉短路線，按圖5-3 接線，并將K型熱電偶的兩根 引線，熱端（紅色）接a，冷 端（綠色）接b；記下模塊輸出Uo2的電壓值。5.改變溫度源的溫度每隔圖2-350C記下Uo2的輸出值。直到溫度升至1200C。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表 表2 K型熱電偶的輸出電壓

8、與溫度的關(guān)系T (C)Uo2 (V)五、實(shí)驗(yàn)報告根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出UO2-T曲線，分析K型熱電偶的溫度特性曲線，計(jì)算其非 線性誤差。根據(jù)中間溫度定律和K型熱電偶分度表，用平均值計(jì)算出差動放大器的放大倍數(shù)A。實(shí)驗(yàn)3熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娕祭涠藴囟妊a(bǔ)償?shù)脑砗头椒ǘ?、?shí)驗(yàn)儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100、K型熱電偶、E型熱電偶、溫度源、溫度 傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K三、實(shí)驗(yàn)原理：熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校罕?、恒溫槽法和電橋自?補(bǔ)償法（圖61），電橋自動補(bǔ)償法常用，它是在熱電偶和測溫儀 表之間接入一個直流電橋，稱冷端溫度補(bǔ)償器，補(bǔ)償器電橋在0C 時達(dá)到平衡（亦有20C平衡）。當(dāng)熱

9、電偶自由端溫度升高時（0C） 熱電偶回路電勢Uab下降，由于補(bǔ)償器中，PN呈負(fù)溫度系數(shù)，其正 向壓降隨溫度升高而下降，促使uab上升，其值正好補(bǔ)償熱電偶因自由端溫度升高而降低的 電勢，達(dá)到補(bǔ)償目的。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟選擇智能調(diào)節(jié)儀的“輸入選擇”為“Pt100”，將溫度傳感器PT100接入“PT100輸 入”（同色的兩根接線端接蘭色，另一根接黑色插座），打開實(shí)驗(yàn)臺總電源。并記下此時的實(shí) 驗(yàn)室溫度t2。重復(fù)Pt100溫度控制實(shí)驗(yàn)，將溫度控制在500C，在另一個溫度傳感器插孔中插入K 型熱電偶溫度傳感器。將15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K中。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2 接主控臺直流電壓表

10、。將溫度傳感器模塊上差動放大器的輸入端Ui短接，調(diào)節(jié)Rw3到最大位置，再調(diào)節(jié) 電位器Rw4使直流電壓表顯示為零。Jr8 H1R106-11拿掉短路導(dǎo)線，按圖6-2接線，并將K型熱電偶的兩個引線分別接入模塊廣7 兩端（紅接a，藍(lán)接b）；調(diào)節(jié)Rw1使溫度傳感器輸出UO2電壓值為AE2。（A為差動放大器 的放大倍數(shù)、E2為K型熱電偶500C時對應(yīng)輸出電勢）圖3-2變溫度源的溫度每隔50C記下Uo2的輸出值。直到溫度升至120OC。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表表3熱電偶溫度補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)T (C)Uo2 (V)五、實(shí)驗(yàn)報告根據(jù)表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出（Uo2/A） -T曲線。并與分度表進(jìn)行比較，分析電橋自動 補(bǔ)償法的

11、補(bǔ)償效果。實(shí)驗(yàn)4集成溫度傳感器AD590的溫度特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獬Ｓ玫募蓽囟葌鞲衅鳎ˋD590）基本原理、性能與應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100、AD590、溫度源、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。三、實(shí)驗(yàn)原理：集成溫度傳感器AD590是把溫敏器件、偏置電路、放大電路及線性化電路集成在同一 芯片上的溫度傳感器。其特點(diǎn)是使用方便、外圍電路簡單、性能穩(wěn)定可靠；不足的是測溫范 圍較小、使用環(huán)境有一定的限制。AD590能直接給出正比于絕對溫度的理想線性輸出，一 般用于一50C + 150C之間溫度測量。AD590在一定溫度下，相當(dāng)于一個恒流源。因此不 易受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲的干擾，具有很

12、好的線性特性。AD590的靈敏度（標(biāo) 定系數(shù)）為1 A/K，只需要一種+4V+ 30V電源（本實(shí)驗(yàn)儀用+5V），即可實(shí)現(xiàn)溫度到 電流的線性變換，然后在終端使用一只取樣電阻（本實(shí)驗(yàn)中為傳感器調(diào)理電路單元中R2=100 Q）即可實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，使用十分方便。電流輸出型比電壓輸出型的測量精度更高。將溫度控制在500C，在另一個溫度傳感器插孔中插入集成溫度傳感器AD590。將15V直流穩(wěn)壓電源接至溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2 接主控臺直流電壓表。將溫度傳感器模塊上差動放大器的輸入端Ui短接，調(diào)節(jié)電位器Rw4使直流電壓表 顯示為零。拿掉短路線，按圖1-2接線，并將AD590兩端引線按插頭顏色（一端紅色，一端藍(lán) 色）插入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K