加熱爐實驗一及實驗2講義

1、實驗一熱電偶的校驗為了保證測溫準確，凡是新使用的或是修理后復用的熱電偶都應進行校驗。另外，即使是正常使用的熱電偶，由于在使用過程中，熱端受氧化，腐蝕作用和高溫下熱電偶材料發(fā)生再結晶、變形等，將導致熱電特性發(fā)生變化，使測溫誤差變大，也應該定期校驗，以確定其誤差大小。當其基本誤差走出允許范圍時，就要更換熱電偶或重新焊制。對于工業(yè)熱電偶，國家計量局規(guī)定，非貴金屬熱電偶檢定周期為13個月，貴金屬熱電偶檢定周期為36個月。一、實驗目的：1掌握工業(yè)熱電偶校驗方法，確定被校熱電偶的基本誤差。2掌握直流電位差計的正確使用。二、實驗原理熱電偶的校驗是要確定熱電偶的電勢也溫度的對應關系，校驗方法很多，本實驗采用“

2、比較法”，即用被校驗熱電偶與標準熱電偶同時去測量某一測溫對象的溫度，然后比較二者的示值，以確定被測熱電偶的基本誤差。比較法檢定熱電偶的基本要求是：必須造成一個均勻的溫度場，以使被校的與標準熱電偶能處于同一溫度；必須有足夠大的溫度場，以使沿熱端的導熱損失可以忽略。目前，常用的能造成足夠大的均勻溫度場的裝置有：液體槽和管狀爐。本實驗采用的是管狀爐。三、實驗設備及裝置：校驗裝置如圖1-1所示。管狀電爐，爐內應有100mm長的均溫區(qū)，熱電偶的熱端即插在此區(qū)域內。被校驗熱電偶。熱電偶標準，通常是標準二等或三等鉑銠鉑熱電偶。補償導線，必須與所用熱電偶配套。(5)銅質導線。(6)雙刀雙擲開關。(7)電位差計

3、：精度為0.05級。(8)玻璃溫度計：測冰水溶液溫度(冷端溫度)用。(9)試管：防止各熱偶冷端相碰短路。冰水混合物，要求有足夠多的冰塊，以保持0C。大玻璃容器(注：當條件不具備，且精度要求不高時，冷端溫度可為室溫的水或大氣)。12）自動記錄儀：控制調節(jié)爐溫用。13）EU-2型熱電偶，測爐溫用熱電偶。圖1-1熱電偶校驗裝置四、實驗步驟：1按圖1-1裝置接線。熱電偶放入爐中，爐口用石棉繩堵嚴，熱電偶插入爐中的深度不小于150mm。熱電偶冷端置于冰水槽中，以保持0C。直流電位差計處于工作狀態(tài)（直流電位差計原理及使用方法附于本實驗后面。見UJ-36型直流電位差計說明）。2爐子通電加熱。為了節(jié)省時間和減

4、少校驗工作量，根據國家規(guī)定，各種熱電偶只需校驗幾個溫度點就可以了，如表1-1。實際校驗時，要求控制校驗點的溫度在表中所列數(shù)值的10C范圍內。表1-1分度號熱電偶名稱校驗點CLB-3鉑銠一鉑60080010001200EU-2鎳鉻一鎳硅（鋁）4006008001000EA-2鎳鉻一考銅100300400600在400C附近保持恒溫，測量各熱電偶的熱電勢值。當被校熱電偶三個連續(xù)數(shù)才2C，即可停止測量，將冷端溫度及測量結果填入表1-3中。在600C，800C重復上述實驗。五、計算被校熱電偶的誤差（或修正值）：根據誤差理論，每一校驗點都必須在所測溫度下（保溫時）讀取三個數(shù)據（至少如此），并以其自述平均

5、值為該校驗點的讀數(shù)。根據被測熱電偶在給定點的讀數(shù)與標準熱電偶的相應條件下的讀數(shù)差值計算被校熱電偶在給定點的誤差（或修正值）。舉例：現(xiàn)以一支三級標準的鉑銠鉑熱電偶校定一支工業(yè)用鎳鉻鎳硅熱電偶。設該校驗點為1000C，此時測得的有關數(shù)據為：鎳鉻鎳硅熱電偶的熱電勢平均值為41.43mV；標準熱電偶的熱電勢平均值為9.558mV；根據標準熱電偶的校驗證書，指出在1000C時，修正值為-0.022mV，即此時的實測值應為9.558-0.023=9.535Mv。查表得998C，此溫度即為標準熱電偶與被測熱電偶熱端的真實溫度。又根據鎳鉻鎳硅熱電偶平均值查表得1004Co故此被校熱電偶在1000C時的誤差為1

6、004C-998C=+6C，即修正值為-6C。如果在校驗時，熱電偶冷端為室溫水或大氣，必須把冷端溫度各自對應的毫伏值加入到各自的平均值中，再查分度表得各自測得的溫度值。工業(yè)熱電偶的允許誤差范圍列入表1-2中，經過校驗，若誤差超出允許誤差范圍，則熱電偶不能使用。表1-2工業(yè)熱電偶的允許誤差范圍熱電偶材料允許誤差范圍溫度C誤差C溫度C誤差C鉑銠一一鉑06002.4600被測溫度的土0.4%鎳鉻鎳硅04004400被測溫度的土0.75%鎳鉻考銅03004300被測溫度的1%六、實驗報告1實驗原理簡述；2實驗設備（包括設備名稱、型號、熱電偶及補償導線型號）、實驗線路3實驗步驟簡述；4實驗記錄及數(shù)據處理

7、，請列入表1-3中表1-3實驗數(shù)據記錄表-J校驗點C項目-400600800標準熱電偶電位差計讀數(shù)mV123平均值冷端溫度相應的mV值修正值（根據說明書）標準溫度值C被校熱電偶電位差計讀數(shù)mV123平均值冷端的mV值未校準的溫度值C修正值C附：UJ36型直流電位差計說明（一）主要技術指標：1準確度等級：0.1級測量范圍：XI：0.05120毫伏X0.2：0.0124毫伏允許誤差：丨丨（0.1%UX+U）（伏）XUX測量盤示值（伏）U最小分度值（伏）（二）原理圖本儀器是采用補償法原理，使被測電動勢（或電壓）與恒定的標準電動勢相互比較，是一種高精度測量電動勢的方法，其原理如圖1-2所示。E工作電源

8、en標準電池的電動勢EX被測電動勢（或電壓）G晶體管放大檢流計RP工作電流調節(jié)電阻R被測量電動勢的補償電阻Rn標準電池電動勢的補償電阻K轉換開關（三）使用方法圖1-3為電位差計面板示意圖1將被測的電壓（電動勢）接在標有“未知”的兩接線柱上，注意“+”“-”柱。估計被測電壓大小將倍率開關“倍”置于XI或0.2檔上，此時接通檢流計G及電位差計工作電源E。三分鐘后，轉動調零電位器，使G指零。將電鍵開關“K”板向（標準），調節(jié)Rp,使G指零，此時EN=IRN將“K”轉向“未知”檔，調R，使G指零，此時EX=IR即EX=nRRN由于En、Rn均為標準元件，故EX可用R上的電壓記得度來讀數(shù)，兩個測量盤R讀

9、數(shù)之和乘上使用倍率，等于被測量的電壓（電動勢）連續(xù)工作應經常對“標準”，調Rp,使G指零。6使用完畢注意將K置于中間位置，倍率開關置于“斷”。圖1-3UJ-36面板示意圖四）實驗所用熱電偶分度表分度表根據所用熱電偶生產廠家提供，此處略實驗二熱電偶與二次登記表的成套性檢定一、實驗目的1掌握成套性檢定的原理、方法。2確定被校系統(tǒng)的修正值。二、實驗原理所謂成套性檢定，就是指熱電偶，補償導線，配接導線和二次儀表聯(lián)接成整套測溫系統(tǒng)后，用標準系統(tǒng)對其進行檢定。從而使被檢定系統(tǒng)獲得一個統(tǒng)一的誤差，在以后使用中，只要保持該系統(tǒng)的成套性和檢定時有相同的外部條件，則這一誤差就可以保持不變，因此，只要在這一系統(tǒng)中加

10、一個統(tǒng)一的修正值，便可得到較準確的測量結果。配套使用的測溫系統(tǒng)所具有的總誤差（絕對誤差）可由下列公式計算：A=t&T+A2m式中：AT熱電偶的絕對誤差；m二次儀表的絕對誤差。例如，當用分度號為EU-2型的熱電偶，配用1.0級的XCT101儀表（量程為1100C）測量1000C時，若已檢定熱電偶在該點的誤差為+7.5C。求該系統(tǒng)在該點的總誤差。解：T=+7.5Cm=1100 x1.0%=11CAA+A=（7.5）2+（11）2=13CTm由此可見，單獨檢定而又采取成套使用時，系統(tǒng)的累積總誤差可能增大。由于上述公式尚未包括補償導線和其它估計不到的誤差，所以實際的真實總誤差是很難求得的。為了提高測量

11、準確度，工業(yè)上多采用成套性檢定法，以求出該測溫系統(tǒng)的修正值。三、實驗說明：成套檢定的裝置與比較法檢定熱電偶的裝置相似，只是把標準熱電偶永遠和直流電位差計聯(lián)接，而被檢定熱電偶則通過補償導線與其配套的二次登記表聯(lián)接。檢定時，先從標準系統(tǒng)上讀出某檢定點的實際值（標準值）。然后，對照被檢定系統(tǒng)的指示值，兩者的差值即為被檢定系統(tǒng)在該點上的誤差，這一誤差反映了被檢定系統(tǒng)的綜合誤差。系統(tǒng)中一些環(huán)節(jié)的誤差被相互消除，從而可使整個系統(tǒng)的測量誤差減低。四、實驗裝置線路：裝置線路如圖2-1所示。圖2-1成套性檢定裝置線路圖五、實驗用設備：1電阻爐1臺2.XCT-101動圈儀表1臺3UJ-36直流電位差計1臺4.標準

12、熱電偶1支5.補償導線（與相應熱電偶配套）2支6.待測熱電偶1支六、實驗步驟：1按圖2-1接好線本實驗檢定400C、600C、800C三個點的系統(tǒng)誤差。檢定前調節(jié)好二次登記表的機械零點。當使用補償導線而不加冰點補償時，可將儀表的機械零點調到室溫。當既不使用補償導線又不加冰點補償時，則可將登記表的機械零點調到0C,被測點溫度應為指示值加上室溫。將XCT-101儀表控制指針調至400C刻度線中心，接通電源，打開儀表電源,綠色指示燈亮,表明爐子開始升溫,稍等片刻,可觀察到指示指針偏轉。4當指示針與控制針重合時，繼電器觸點動作。綠燈熄，紅燈亮，此時，用直流電位差計測爐溫mV值（注意冷端補償）。并同時讀出儀表指示值。填入表2-1中。5按照儀表控溫周期，每當綠燈熄，紅燈亮的一瞬間，讀出標準系統(tǒng)m