k热电偶测温性能实验

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1、K热电偶测温性能实验一、实验目的：了解热电偶测温原理及方法和应用。二、基本原理：1821年德国物理学家赛贝克（T×J×Seebeck）发现和证明了两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路，当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。这种物理现象称为热电效应（塞贝克效应）。热电偶测温原理是利用热电效应。如图32—1所示，热电偶就是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成。A和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端；未焊接的一端处在温度T0称为自由端或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪表的图32—1热电偶两根导线C是

2、同样的材料，可以与A和B不同种材料)。T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为0时，热电偶的输出电动势为0；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。热电偶一般应用在冶金、化工和炼油行业，用于测量、控制较高的温度。三、需用器件与单元：主机箱中的智能调节器单元、电压表、转速调节0

3、～24V电源、±15V直流稳压电源；温度源、Pt100热电阻(温度控制传感器)、Ｋ热电偶(温度特性实验传感器)、温度传感器实验模板；压力传感器实验模板(作为直流mV信号发生器)。四、实验步骤：热电偶使用说明：热电偶由Ａ、Ｂ热电极材料及直径(偶丝直径)决定其测温范围，如Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶，偶丝直径3.2mm时测温范围0～1200℃，本实验用的Ｋ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围０～800℃；Ｅ(镍铬-康铜)，偶丝直径3.2mm时测温范围-200～+750℃，实验用的Ｅ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围-200～+350℃。由于温度

4、源温度＜200℃，所以，所有热电偶实际测温实验范围＜180℃。从热电偶的测温原理可知，热电偶测量的是测量端与参考端之间的温度差，必须保证参考端温度为0℃时才能正确测量测量端的温度，否则存在着参考端所处环境温度值误差。热电偶的分度表(见附录)是定义在热电偶的参考端(冷端)为0℃时热电偶输出的热电动势与热电偶测量端(热端)温度值的对应关系。热电偶测温时要对参考端(冷端)进行修正(补偿)，计算公式：E(t,t0)=E(t,t0＇)+E(t0＇,t0)式中：E(t,t0)-热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t0=0℃时的热电势值；E(t,t0＇)-热

5、电偶测量温度ｔ，参考端温度为t0＇不等于0℃时的热电势值；E(t0＇,t0)-热电偶测量端温度为t0＇，参考端温度为t0=0℃时的热电势值。例：用一支分度号为Ｋ(镍铬-镍硅)热电偶测量温度源的温度，工作时的参考端温度(室温)t0＇=20℃，而测得热电偶输出的热电势(经过放大器放大的信号，假设放大器的增益A=10)32.7mv，则E(t,t0＇)=32.7mV/10=3.27mV，那么热电偶测得温度源的温度是多少呢?解：由附表3查得：E(t0＇,t0)=E(20,0)=0.798mV已测得E(t,t0＇)=32.7mV/10=3.27mV故E(

6、t,t0)=E(t,t0＇)+E(t0＇,t0)=3.27mV+0.798mV=4.068mV热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出，与4.068mV所对应的温度是100℃。附表3：K热电偶分度表分度号：K（参考端温度为0℃）测量端温度（℃）0123456789热电动势（mV）00.0000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.00

7、01.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9491.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.8502.8922.9332.9753.0163.0583.1003.1413.1

8、833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053