熱電偶測溫實驗3738

熱電偶測溫實驗一、實驗目的：了解K型熱電偶的特性與應用二、實驗儀器：智能調節(jié)儀、PT100、K型熱電偶/E行熱電偶、溫度源、溫度傳感器實驗模塊。三、實驗原理：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)的塞貝克效應，即兩種不同的導體或半導體A或B組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩節(jié)點處的溫度不同，一端溫度為T，另一端溫度為T，則回路中就有電流產(chǎn)生，見圖1（a），即回路中存在0電動勢，該電動勢被稱為熱電勢。圖1（a）圖1（b）兩種不同導體或半導體的組合被稱為熱電偶。當回路斷開時，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T一致，見圖1（b），并規(guī)定在冷端，當電流由A流向B時，稱A為正極，B為負極。實驗表明，當E較小時，熱電勢E與溫度差（T-T）成正比，即TT0E=S（T-T）（1）TAB0S為塞貝克系數(shù)，稱又為熱電勢率，它是熱電偶的最重要的特征量，其符號和大小取AB決于熱電極材料的相對特性。熱電偶的基本定律：（1）均質導體定律由一種均質導體組成的閉合回路，不論導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）中間導體定律用兩種金屬導體A，B組成熱電偶測量時，在測溫回路中必須通過連接導線接入儀表測量溫差電勢E（T，T），而這些導體材料和熱電偶導體A，B的材料往往并不相同。在這AB0種引入了中間導體的情況下，回路中的溫差電勢是否發(fā)生變化呢？熱電偶中間導體定律指出：在熱電偶回路中，只要中間導體C兩端溫度相同，那么接入中間導體C對熱電偶回路總熱電勢E（T，T）沒有影響。AB0（3）中間溫度定律如圖29-2所示，熱電偶的兩個結點溫度為T，T時，熱電勢為E（T，T）；兩結點12AB12溫度為T，T時，熱電勢為E（T，T），那么當兩結點溫度為T，T時的熱電勢則為23AB2313E（T，T）+E（T，T）=E（T，T）（2）AB12AB23AB13式（2）就是中間溫度定律的表達式。譬如：T=100℃，T=40℃，T=0℃，則123（，）（，）（，）（3）EAB10040+EAB400=EAB1000圖29-2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0℃的條件下，以列表的形式表示熱電勢與測量端溫度的關系。四、實驗內容與步驟1．重復實驗二十六，將溫度控制在50C，在另一個溫度傳感器插孔中插入K型/E型0熱電偶溫度傳感器。圖32．將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器實驗模塊中。溫度傳感器實驗模塊的輸出Uo2接主控臺直流電壓表。3．將溫度傳感器模塊上差動放大器的輸入端電位器Rw3使直流電壓表顯示為零。4．拿掉短路線，按圖3接線，并將K型熱電偶的兩根引線，熱端（紅色）接a，冷端Ui短接，調節(jié)Rw4到最大位置，再調節(jié)（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50C記下Uo2的輸出值。直到溫度升至1200C。并將實驗結果填入下表T（℃）Uo2（V）五、實驗報告1．根表據(jù)29-1的實驗數(shù)據(jù)，作出U2-T曲線，分析K型熱電偶的溫度特性曲線，計O算其非線性誤差。2．根據(jù)中間溫度定律和數(shù)A。附表1-1E型熱電偶分度表（分度號：K型/E型熱電偶分度表，用平均值計算出差動放大器的放大倍E，單位：mV）溫度熱電動勢（mV）（℃）012345678900.0000.5911.1921.8012.4193.0473.6834.3294.9835.6466.3176.9967.6838.3779.0789.7870.0590.6511.2521.8622.4823.1103.7484.3945.0475.7136.3857.0647.7528.4479.1499.8580.1180.7111.3131.9242.5443.1733.8124.4595.1155.7806.4527.1337.8218.5179.2209.9290.1760.7701.3731.9852.0573.2373.8764.5245.1815.8466.5207.2017.8908.5879.29010.0000.2350.8301.4342.0472.6693.3003.9414.5905.2475.9136.5887.2707.9608.6579.36110.0720.2950.8901.4952.1092.7323.3644.0054.6555.3145.9816.6567.3398.0298.8279.43210.1430.3540.9501.5562.1712.7953.4284.0704.7205.3806.0486.7247.4078.0998.8429.50310.2150.4131.0111.6172.2332.8583.4914.1344.7865.4466.1156.7927.4768.1688.8679.57310.2860.4721.0711.6782.2952.9213.5554.1994.8525.5136.1826.8607.5458.2388.9389.61410.3580.5321.1311.7392.3572.9843.6194.2644.9175.5796.2506.9287.6148.3079.0089.7154.429102030405060708090100110120130140150附表1-2K型熱電偶分度表（分度號：K，單位：mV）溫度0（℃）123456789000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.6770.7181.0811.1220.3570.7581.1621.5701.9812.3942.8093.2243.6394.0544.4674.8781020304050607080900.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.7980.8580.8790.9190.9601.0001.0411.2031.2441.2851.3251.366104071.44871.4801.5291.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8582.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6841.8991.9402.3122.3532.7262.7672.8502.8922.9332.9753.0163.058301003.1413.1833.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.6813.7223.7643.8053.8473.8883.9303.5563.5983.9714.0124.3844.4264.7964.8371004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3431104.5084.5494.6004.6324.6734.7144.7551204.9194.9605.0015.0425.0835.1245.1611305.3275.3685.4095.4505.1905.5315.5711405.7335.7745.8145.855