機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、機(jī)電工程測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主編 黃華川西南科技大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院2006 年 11 月實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)六附錄 .箔式應(yīng)變片性能單臂雙臂全橋橋路性能比較霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性 4電容式傳感器特性 6電子秤設(shè)計(jì)與制作 8差動(dòng)螺管式電感傳感器的靜態(tài)位移性能 熱電偶的溫度效應(yīng) 11錯(cuò)誤 ! 未定義書簽實(shí)驗(yàn)一 箔式應(yīng)變片性能單臂雙臂全橋橋路性能比較、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。 2測(cè)試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出。 3比較各橋路間的輸出關(guān)系；驗(yàn)證靈敏度。、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)XXXX42導(dǎo)線若干三、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1. 實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證性

2、2. 實(shí)驗(yàn)原理：圖 1 、圖 2、圖 3 分別表示了單臂半橋、雙臂半橋和四臂全橋電路的實(shí)驗(yàn)原理圖，其中 的 R、R1、R2、R3 表示固定電阻， Rx表示應(yīng)變片。電橋平衡網(wǎng)絡(luò)差分放大器直流電壓表差分放大器直流電壓表電橋平衡網(wǎng)絡(luò)圖2雙臂半橋?qū)嶒?yàn)原理圖電橋平衡網(wǎng)絡(luò) 差分放大器 直流電壓表 圖 3 四臂全橋?qū)嶒?yàn)原理圖3. 實(shí)驗(yàn)流程： 分別完成單臂半橋、 進(jìn)行比較。雙臂半橋和四臂全橋電路的實(shí)驗(yàn)， 記錄相關(guān)數(shù)據(jù)， 最后對(duì)各種電路四、實(shí)驗(yàn)步驟及容1. 單臂半橋?qū)嶒?yàn)1）觀察梁上應(yīng)變片，并且了解結(jié)構(gòu)和粘貼位置（對(duì)應(yīng)受力，變形方向） 。2）將差動(dòng)放大器調(diào)零。 用導(dǎo)線將差動(dòng)放大器的正負(fù)輸入端與地端連接起來， 然后

3、將差動(dòng) 放大器的輸出端接至電壓表的輸入端，電壓表的量程取 2V 檔，調(diào)整差動(dòng)放大器上的調(diào)零旋 鈕，使電壓表指示為零。穩(wěn)定后去除差動(dòng)放大器輸入端的導(dǎo)線。3）根據(jù)圖 1 的電路結(jié)構(gòu)，將一片應(yīng)變片與電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、差動(dòng)放大器、電壓表、直流穩(wěn) 壓電源連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路（這時(shí)直流穩(wěn)壓電源應(yīng)置于0V 檔，電壓表應(yīng)置于 20V檔）。此時(shí)，應(yīng)變片接入圖 1的 Rx位置。4）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器， 將梁上振動(dòng)平臺(tái)中間的磁鐵與測(cè)微頭相吸 （必要時(shí)松開測(cè)微器的固定螺 釘，使之完全可靠吸附后，再擰緊固定螺釘） ，并使雙平行梁處于（目測(cè)）水平位置。5）將直流穩(wěn)壓電源輸出置于 4V檔，調(diào)整電橋平衡電位器 W1，使電壓表指示為

4、零，穩(wěn)定 數(shù)分鐘后，將電壓表量程置于 2V 檔后，再仔細(xì)調(diào)零。6） 往下旋動(dòng)測(cè)微器，使梁的自由端往下產(chǎn)生位移，記下電壓表顯示的數(shù)值。每次位移0.5mm記一個(gè)電壓數(shù)值，將所記數(shù)據(jù)填入下表：X（mm）V（mV）2. 雙臂半橋?qū)嶒?yàn)1）根據(jù)圖 2 的電路結(jié)構(gòu)，將兩片應(yīng)變片與電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、差動(dòng)放大器、電壓表、直流穩(wěn) 壓電源連接起來， 組成一個(gè)測(cè)量線路 （這時(shí)直流穩(wěn)壓電源輸出應(yīng)置于 0V 檔，電壓表 應(yīng)置于 20V 檔）。此時(shí)兩片應(yīng)變片處于 Rx 位置組成半橋。2）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器，使雙平行梁處于（目測(cè)）水平位置，再向上位移5mm，使梁的自由端往上位移。3）將直流穩(wěn)壓電源置于 4V檔，調(diào)整電橋平衡電位器 W1，

5、使電壓表指示為零，穩(wěn)定數(shù)分 鐘后，將電壓表量程置于 2V 檔后，再仔細(xì)調(diào)零。4）往下旋動(dòng)測(cè)微器， 使梁的自由端產(chǎn)生位移， 記下電壓表顯示的數(shù)值。 每隔 1mm記一個(gè) 數(shù)值，將所記數(shù)據(jù)填入下表：X（mm）V（mV）5） 將受力方向相反的兩片應(yīng)變片換成同方向應(yīng)變片后，情況又會(huì)怎樣？3. 四臂全橋?qū)嶒?yàn)1）根據(jù)圖 3 的電路結(jié)構(gòu)，將四片應(yīng)變片與電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、差動(dòng)放大器、電壓表、直流穩(wěn) 壓電源連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路（這時(shí)直流穩(wěn)壓電源輸出應(yīng)置于0V 檔，電壓表應(yīng)置于20V 檔）。此時(shí)四片應(yīng)變片組成全橋。2）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器，使雙平行梁處于（目測(cè)）水平位置，再向上位移5mm，使梁的自由端往上位移。3）將直流穩(wěn)

6、壓電源置于 4V檔，調(diào)整電橋平衡電位器 W1，使電壓表指示為零，穩(wěn)定數(shù)分 鐘后，將電壓表量程置于 2V 檔后，再仔細(xì)調(diào)零。4） 往下旋動(dòng)測(cè)微器，使梁的自由端產(chǎn)生位移，記下電壓表顯示的數(shù)值。每次位移 1mm 記一個(gè)電壓數(shù)值，將所記數(shù)據(jù)填入下表：X（mm）V（mV）五、注意事項(xiàng)1應(yīng)變片接入電橋時(shí)注意其受力方向，一定要接成差動(dòng)形式。 2直流激勵(lì)電壓不能過大，以免造成應(yīng)變片自熱損壞。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 及時(shí)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。實(shí)驗(yàn)二 霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻柺絺鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)、工作原理，學(xué)會(huì)用霍爾傳感器做靜態(tài)位移測(cè)試。、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)XXXX42導(dǎo)線

7、若干三、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1. 實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證性2. 實(shí)驗(yàn)原理：1) 霍爾效應(yīng)：+圖 1 霍爾效應(yīng)原理圖如圖 1 所示，金屬或半導(dǎo)體薄片，若在它的兩端通過控制電流 I ，并在薄片的垂直方向 上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的磁場(chǎng)， 那么在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)U H ，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)或霍爾電勢(shì)，該金屬或半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件?；魻栯妱?shì)大小表示為：UHRH IB d其中，RH 為霍爾常數(shù)， RH1； d 表示霍爾元件的厚度。 ne令KHRH d ，則有 U HK H IB ，霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小同控制電流I 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的乘積成正比。 霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)電荷受磁

8、場(chǎng)中洛侖磁力作用的結(jié)果。 當(dāng)控制電流的方向或磁場(chǎng)的方向改變時(shí)， 輸出電動(dòng)勢(shì)的方向也將改變； 但當(dāng)磁場(chǎng)與電流 的方向同時(shí)改變時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)并不改變?cè)瓉淼姆较?。磁?chǎng)的梯度越大測(cè)量的靈敏度越高， 沿霍爾元件移動(dòng)方向的磁場(chǎng)梯度越均勻， 霍爾電勢(shì) 與位移的關(guān)系越接近線性。2) 直流、交流激勵(lì)下霍爾傳感器的位移特性 霍爾傳感器是由兩個(gè)半圓形永久磁鋼組成梯度磁場(chǎng)， 位于梯度磁場(chǎng)中的霍爾元件霍爾 片通過底座與被測(cè)振動(dòng)臺(tái)相連。 當(dāng)霍爾片通以恒定電流時(shí)， 霍爾元件就有電壓輸出。 改變振 動(dòng)臺(tái)的位置， 霍爾片就在梯度磁場(chǎng)中上、 下移動(dòng)， 輸出的霍爾電勢(shì) V 值取決于其在磁場(chǎng)中的位移量 Y。交流激勵(lì)霍爾元件與直流激勵(lì)

9、基本原理相同，不同之處是測(cè)量電路。3）霍爾位移傳感器的振幅測(cè)量 利用霍爾式位移傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)與測(cè)量位移的原理相同4）霍爾位移傳感器稱重實(shí)驗(yàn) 利用霍爾式位移傳感器和振動(dòng)臺(tái)加載時(shí)懸臂梁產(chǎn)生位移，通過測(cè)位移來稱重。5）霍爾測(cè)速傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式： UH KHIB ，當(dāng)被測(cè)圓盤上裝上 N只磁性體時(shí)，圓盤每轉(zhuǎn)一周 磁場(chǎng)就變化 N 次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢(shì)就同頻率相應(yīng)變化， 輸出電勢(shì)通過放大、 整形和計(jì)數(shù)電 路就可以測(cè)量被測(cè)旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。四、實(shí)驗(yàn)步驟及容1. 觀察霍耳式傳感器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖2（b） 的電路結(jié)構(gòu)，將霍爾式傳感器，直流穩(wěn)壓電源，電橋，差動(dòng)放大器，電壓表連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路

10、（這時(shí)直流穩(wěn)壓電源應(yīng)置于 0V 檔，電壓表應(yīng)置于 20V檔）。NSN環(huán)形磁鐵（a）b）+2 直流穩(wěn)壓電圖 2 霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)原理圖2. 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器，使雙平行梁處于（目測(cè)）水平位置，再向上轉(zhuǎn)動(dòng)2mm，使梁的自由端往上位移。3. 將直流穩(wěn)壓電源置于 2V 檔，調(diào)整電橋平衡電位器 W1，使電壓表指示為零，穩(wěn)定數(shù)分 鐘后，將電壓表量程置于 2V 檔后，再仔細(xì)調(diào)零。 （ 4）往下旋動(dòng)測(cè)微器，使梁的自由端產(chǎn)生 位移，記下電壓表顯示的數(shù)值。每次位移0.4mm記一個(gè)電壓數(shù)值，將所記數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算靈敏度 S。S= V/ X （式中 V 為電壓變化， X 為相應(yīng)的梁端位移變化） 并做出 V-X 關(guān)

11、系曲線。X（mm）V（mV）五、注意事項(xiàng)1. 雙平行梁處于（目測(cè)）水平位置時(shí)，霍耳片應(yīng)處于環(huán)形磁鐵的中間。2. 直流激勵(lì)電壓不能過大，以免損壞霍耳片。3. 本實(shí)驗(yàn)測(cè)出的實(shí)際上是磁場(chǎng)的分布情況，它的線性越好，位移測(cè)量的線性度也越好， 它的變化越陡，位移測(cè)量的靈敏度也就越大。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 及時(shí)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。實(shí)驗(yàn)三 電容式傳感器特性、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针娙菔絺鞲衅鞯墓ぷ髟砗蜏y(cè)量方法。、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)XXXX42導(dǎo)線若干三、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1. 實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證性2. 實(shí)驗(yàn)原理： 當(dāng)忽略邊緣效應(yīng)時(shí)，平板電容器的電容量C可表示為：C 0 r SSdd 式中， S極板相互

12、遮蓋面積，極板間介質(zhì)的介電常數(shù)D 兩平行極板間距離 由上式可見：在、 S、 d 三個(gè)參量中，只要保持其中兩個(gè)不變，改變其中的一個(gè)，均 可使電容量 C 改變，這就是電容感器的工作原理。根據(jù)電容器變化的參數(shù)， 電容式傳感器可以分為三種型式： 改變極板距離 d 的變間隙式 （極距變化型） ；改變極板面積 S的變面積式（面積變化型） ；改變介質(zhì)介電常數(shù) 的變介 電常數(shù)式（介質(zhì)變化型） 。根據(jù)上述原理可制成測(cè)谷物干燥度（變） 、測(cè)微小位移（變 d）和測(cè)量液位（變 S）等 多種電容傳感器，四、實(shí)驗(yàn)步驟及容1. 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器， 將梁上振動(dòng)平臺(tái)中間的磁鐵與測(cè)微頭相吸，使雙平行梁處于水平 （目測(cè)）位置，這時(shí)電容片

13、的一組動(dòng)片一般位于上下兩組定片的中間。2.根據(jù)圖 1 的電路結(jié)構(gòu)，將電容片的動(dòng)片和（任意）一組定片，與電容變換器、差動(dòng)放 大器、差動(dòng)放大器、直流穩(wěn)壓電源、電橋、低通濾波器，電壓表連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線 路。電容傳感器 差動(dòng)放大器 低通濾波器 電壓表 圖 1電容傳感器實(shí)驗(yàn)原理3. 直流穩(wěn)壓電源置于 2V 檔，調(diào)整電橋平衡電位器 W1，使電壓表指示為 0。4. 往下調(diào)節(jié)測(cè)微器， 使梁的自由端發(fā)生向下位移， 從而改變傳感器動(dòng)片與定片的相對(duì)位置（即改變覆蓋面積） 。每位移 0.5mm，記一個(gè)電壓表數(shù)值，將所記數(shù)據(jù)填入下表。根據(jù)所 得數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度 S。S=V / X（式中 V 為電壓變化， X為相應(yīng)

14、的梁端位移變化） ，并 做出 V-X 關(guān)系曲線。X（mm）V（mV）五、注意事項(xiàng)電容片的一組動(dòng)片和兩組定片不能相碰。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 及時(shí)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。實(shí)驗(yàn)四 電子秤設(shè)計(jì)與制作、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解傳感器的特性與應(yīng)用。 2掌握電子秤的制作過程。、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)XXXX42導(dǎo)線若干三、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1. 實(shí)驗(yàn)類別：設(shè)計(jì)性2. 實(shí)驗(yàn)原理：學(xué)生根據(jù)所學(xué)測(cè)試技術(shù)知識(shí)， 利用現(xiàn)有傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的傳感器和設(shè)備， 自擬實(shí)驗(yàn)原 理和所需元部件，四、實(shí)驗(yàn)步驟及容學(xué)生根據(jù)所學(xué)測(cè)試技術(shù)知識(shí)，在現(xiàn)有傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè) 00.5Kg 的電子 秤。五、注意事項(xiàng) 1砝碼和被稱重物

15、都不應(yīng)太重。 2砝碼應(yīng)置于平臺(tái)的中間部分，避免平臺(tái)傾斜。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 及時(shí)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。實(shí)驗(yàn)五 差動(dòng)螺管式電感傳感器的靜態(tài)位移性能、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解差動(dòng)變壓器式電感傳感器的原理和工作情況；2了解激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器輸出的影響；3掌握差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?4掌握使用差動(dòng)變壓器對(duì)振動(dòng)量進(jìn)行測(cè)量的方法。、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)XXXX42導(dǎo)線若干三、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證性2實(shí)驗(yàn)原理：1) 差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn) :差動(dòng)變壓器的基本元件有銜鐵、 初級(jí)線圈、 次級(jí)線圈和線圈骨架等。 初級(jí)線圈作為差動(dòng) 變壓器激勵(lì)部分， 相當(dāng)于變壓器的原邊。 而次級(jí)線圈由

16、兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的兩個(gè)線圈 反相串接而成，形成變壓器的副邊。根據(jù)外層排列不同，差動(dòng)變壓器有二段式和三段式，本 實(shí)驗(yàn)采用三段式結(jié)構(gòu)。傳感器隨著被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)， 由于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的互感發(fā)生變化促使次級(jí)線 圈感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生變化， 一只次級(jí)感應(yīng)電勢(shì)增加， 另一只感應(yīng)電勢(shì)則減小， 將兩只次級(jí)反向串 接，就為其差動(dòng)輸出，該輸出電勢(shì)則反映出被測(cè)物體的移動(dòng)量。2) 激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響 差動(dòng)變壓器的輸出電壓的有效值可以近似表示為：U0(M1 M 2)Ui其中 LP、RP為初級(jí)線圈電感和損耗電阻，Ui 、為激勵(lì)電壓和頻率，M1、M2為初級(jí)于2 2 2R P2 2L2P ，則兩次極間互感系

17、數(shù)，由關(guān)系式可以看出，當(dāng)初級(jí)線圈激勵(lì)頻率太低時(shí)，若輸出電壓 Uo受頻率變動(dòng)影響較大， 且靈敏度較低， 只有當(dāng) 2L2PRP2 時(shí)輸出 Uo與無關(guān)，當(dāng)然過高會(huì)使線圈寄生電容增大，對(duì)其性能穩(wěn)定不利。3) 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓測(cè)定及補(bǔ)償方法 由于差動(dòng)變壓器二只次級(jí)線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱， 初級(jí)線圈的縱向的排列不均勻性， 二 次級(jí)的不均勻、不一致，鐵芯B H 特性的非線性等，使得鐵芯處于機(jī)械零位時(shí)其輸出電壓并不為零，稱其為零點(diǎn)殘余電壓。由于殘余電壓的存在會(huì)造成零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)， 輸入放大器還會(huì)使放大器末級(jí)趨向飽 和，影響電路的正常工作，因此必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行補(bǔ)償。4) 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用振動(dòng)測(cè)量

18、差動(dòng)變壓器測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)與測(cè)靜態(tài)位移量的原理相同。四、實(shí)驗(yàn)步驟及容差動(dòng)變壓器 示波器圖 1 差動(dòng)螺管式電感傳感器實(shí)驗(yàn)原理圖1）根據(jù)圖 1 的電路結(jié)構(gòu)， 將差動(dòng)變壓器式電感傳感器、 音頻振蕩器、 雙線示波器連接起 來，組成一個(gè)測(cè)量線路。 將示波器探頭分別接至差動(dòng)變壓器式電感傳感器的輸入端和輸出端。2）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器，使雙平行梁處于（目測(cè)）水平位置。再向上轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器5mm，使梁的自由端往上位移。3） 往下旋動(dòng)測(cè)微器，使梁的自由端產(chǎn)生位移。每位移1mm，用示波器讀出差動(dòng)變壓器輸出端的峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)記計(jì)算靈敏度S。S=V/X（式中 V 為電壓變化， X為相應(yīng)的梁端位移變化） ，并作出 V-X

19、關(guān)系曲線。X（mm）Vo（p-p ）五、注意事項(xiàng)1）音頻振蕩器的信號(hào)必須從 LV輸出端輸出。2）雙平行梁處于 （目測(cè)） 水平位置時(shí)， 示波器上觀察到的差動(dòng)變壓器式電感傳感器的輸 出端信號(hào)應(yīng)為最小，否則要調(diào)整電感中磁棒的位置。3）差動(dòng)變壓器次級(jí)的兩個(gè)線圈必須接成差動(dòng)形式（同名端相接）。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 及時(shí)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。實(shí)驗(yàn)六 熱電偶的溫度效應(yīng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鉄犭娕嫉墓ぷ髟砗凸ぷ髑闆r、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)XXXX42導(dǎo)線若干三、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證性2實(shí)驗(yàn)原理：將兩種不同的導(dǎo)體（金屬或半導(dǎo)體） A和 B的兩端連接在一起組成閉合回路，當(dāng)兩導(dǎo)體 的兩個(gè)接點(diǎn)處

20、于不同的溫度 T 和 T0 的熱源中時(shí)，則在該回路就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，這一現(xiàn)象 稱為熱電效應(yīng)。 （或稱溫差電效應(yīng)，塞貝克效應(yīng)）這樣的兩種不同導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。導(dǎo)體A、 B稱為熱電極。測(cè)量溫度時(shí)，兩個(gè)連接點(diǎn)中置于被測(cè)溫度場(chǎng)（T）的一端稱為工作端（或叫測(cè)量端、熱端）。另一個(gè)接點(diǎn)置于某個(gè)恒定溫度（ T0）的地方，稱為自由端（或叫參考端、冷端） 。在熱電偶回路中， 兩接點(diǎn)溫度為 T、T0 時(shí)的熱電勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為T、Tn 和Tn、To 時(shí)熱電勢(shì)的代數(shù)和。即EAB（T,To）= E AB（T,Tn）+ E AB（Tn,To）根據(jù)這一定律，只要給出熱電偶自由端為0時(shí)的熱電勢(shì)和溫度的關(guān)系（即下表

21、所列的熱電偶的分度表） ，就可求出兩接點(diǎn)在任意溫度時(shí)的熱電勢(shì)，再求出測(cè)量端的溫度來。本實(shí)驗(yàn)中，先根據(jù)溫度計(jì)讀出的室溫，從分度表中表出EAB（Tn,To）, 再加上電壓表讀出的工作端熱電勢(shì) EAB（T,Tn） ，求出 EAB（T,To） ，而后從分度表中查出工作端溫度來。四、實(shí)驗(yàn)步驟及容圖 1 熱電偶溫度效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理圖1） 根據(jù)圖 1 的電路結(jié)構(gòu)， 將熱電偶和電壓表連接起來， 組成一個(gè)測(cè)量線路 （加熱器處于 關(guān)閉狀態(tài)），記錄下水銀溫度計(jì)的讀數(shù)（即室溫） 。2） 按下加熱器開關(guān)，這時(shí)電壓表顯示的數(shù)值會(huì)慢慢發(fā)生變化。當(dāng)變化趨于穩(wěn)定時(shí)， （到 達(dá)熱平衡需要一定的時(shí)間）記錄電壓表顯示的數(shù)值與水銀溫度計(jì)的讀數(shù)。3） 根據(jù)熱電偶中間溫度定律的計(jì)算公式， 試計(jì)算出工作端的溫度， 并與水銀溫度計(jì)的讀數(shù)進(jìn)行比較。 X為相應(yīng)的梁端位移變化） ，并作出 V-X 關(guān)系曲線。X（mm）Vo（p-p ）五、注意事項(xiàng)1） 水銀溫度計(jì)探頭安置時(shí)，不要放在應(yīng)變片上，只要觸及應(yīng)變片附近的梁體即可。2） 本實(shí)驗(yàn)儀采用的熱電偶材料為銅康銅。3）本實(shí)驗(yàn)儀中， 有 2 組熱電偶， 成串聯(lián)接法， 所以電壓表顯示的熱電勢(shì)是 2 組熱電偶產(chǎn) 生的電勢(shì)的總和，公式計(jì)算時(shí)