熱電偶標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

熱電偶標(biāo)定試驗(yàn)一、概述：溫差熱電偶(簡(jiǎn)稱熱電偶)是目前溫度測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度傳感元件之一，是以熱電效導(dǎo)線再配以測(cè)量毫伏級(jí)電壓信號(hào)的顯示儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。熱電偶測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)潔、制作便利、價(jià)格低廉、測(cè)溫范圍寬、熱慣性小、準(zhǔn)確溫度均可用它來(lái)測(cè)量，所以在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)爭(zhēng)論、空調(diào)與燃?xì)夤こ讨袘?yīng)用廣泛。二、試驗(yàn)?zāi)康模保畬W(xué)習(xí)使用毫伏表測(cè)定溫差電動(dòng)勢(shì)及熱電偶工作原理。２．把握熱電偶定標(biāo)曲線的繪制規(guī)章。３．學(xué)習(xí)用熱電偶設(shè)計(jì)溫度計(jì)學(xué)習(xí)用直線擬合方法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。三、試驗(yàn)原理1、溫差電現(xiàn)象。導(dǎo)體中存在著與熱現(xiàn)象有關(guān)的非靜電力和電動(dòng)勢(shì)，稱為溫差電動(dòng)勢(shì)，依其產(chǎn)生的機(jī)理不同而有兩種具體形式。一種稱為湯姆孫電動(dòng)勢(shì)。金屬導(dǎo)線兩端假設(shè)溫度不同，高溫端的自由電子似乎氣體分的電動(dòng)勢(shì)稱為湯姆孫電動(dòng)勢(shì)。溫差越大，湯姆孫電動(dòng)勢(shì)也越大。〔J.C.A.Peltier，1785——1845〕大?？傊瑑煞N電動(dòng)勢(shì)盡管產(chǎn)生的機(jī)理不同，但最終在閉合回路中形成的電動(dòng)勢(shì)，除與材料有關(guān)外，惟一地打算于兩個(gè)接點(diǎn)的溫度差，所以統(tǒng)稱為溫差電動(dòng)勢(shì)。上述兩種金屬A、B〔1點(diǎn)置于某一恒定溫度，稱為參考點(diǎn)；另一接點(diǎn)作為測(cè)溫點(diǎn)。溫差電偶中形成的溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差的關(guān)系通常用冪函數(shù)表示，在常溫范圍內(nèi)，要求準(zhǔn)確度不太高時(shí)，可以取一級(jí)近似，寫為：圖1溫差電偶式中：常數(shù)取決于參考點(diǎn)的溫度；稱為溫差電系數(shù)，它表示測(cè)溫端每變化1℃時(shí)溫差電動(dòng)勢(shì)的變化量。3、熱電偶的定標(biāo)熱電偶定標(biāo)的方法有兩種。比較法：即用被校熱電偶與一標(biāo)準(zhǔn)組分的熱電偶去測(cè)同一溫度，測(cè)得一組數(shù)據(jù)，其中被校熱電偶測(cè)得的熱電勢(shì)即由標(biāo)準(zhǔn)熱電偶所測(cè)的熱電勢(shì)所校準(zhǔn)內(nèi)轉(zhuǎn)變不同的溫度，進(jìn)展逐點(diǎn)校準(zhǔn)，就可得到被校熱電偶的一條校準(zhǔn)曲線?！惨话闶菢?biāo)準(zhǔn)大氣壓到電動(dòng)勢(shì)――溫度關(guān)系曲線，這就是所求的校準(zhǔn)曲線。熱電偶的冷端補(bǔ)償由熱電偶測(cè)溫原理已經(jīng)知道，只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變時(shí)，熱電勢(shì)才是被測(cè)溫度的單值函數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往由于熱電偶的熱端與冷端離得很近，冷端又暴露于空間，補(bǔ)償或處理方法。(1)0℃時(shí)進(jìn)展測(cè)溫，這種方法稱為冰浴法。測(cè)量時(shí)將熱電偶的冷端分別插入冰點(diǎn)恒溫槽，如圖7所均在0℃。依據(jù)中間導(dǎo)體定律，可以認(rèn)為圖7〔b〕與〔c〕的線路等效。圖7冰裕法接線圖四、試驗(yàn)內(nèi)容及操作1、熱電偶標(biāo)定試驗(yàn)〔測(cè)量標(biāo)定熱電偶 曲線〕熱電偶的標(biāo)定試驗(yàn)線路圖如圖9熱電偶的標(biāo)定試驗(yàn)線路圖如圖9〔，毫伏表選擇20mv檔〕分別設(shè)置溫度為〔30，35……110℃〕時(shí)，測(cè)出標(biāo)定熱電偶的熱電勢(shì)并將數(shù)據(jù)填入表1中，然后查標(biāo)準(zhǔn)熱電偶電勢(shì)表將數(shù)據(jù)填入表1。依據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)及所查數(shù)據(jù)分別繪出標(biāo)定熱電偶及標(biāo)準(zhǔn)熱電偶曲線如圖10所示。表1熱電偶溫度計(jì)標(biāo)定表序號(hào)溫度(℃)標(biāo)定熱電偶熱電勢(shì)〔mV〕標(biāo)準(zhǔn)熱電偶熱電勢(shì)〔mV〕130235340445550655760865970107511801285139014951510016105熱電偶溫度計(jì)熱電勢(shì)〔mV熱電偶溫度計(jì)熱電勢(shì)〔mV〕17110圖10E-t曲線2、熱電偶溫度計(jì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)〔測(cè)量熱電偶曲線〕將熱電偶插入加熱井中，另一端放在環(huán)境溫度中。把PID控溫設(shè)置到100度。用毫伏表測(cè)量熱電偶兩端的電動(dòng)勢(shì)。再用毫伏表測(cè)量熱電偶補(bǔ)償電動(dòng)勢(shì)〔調(diào)RW1為4.10mV〕再將毫伏表測(cè)量放大后的輸出(此時(shí)將毫伏表選擇200mV擋)調(diào)整后RW2放大倍數(shù)為100在將PID溫度降40度以下〔可以開啟風(fēng)扇快速降溫〕分別設(shè)置溫度為〔40……110℃〕時(shí)，測(cè)出熱電偶溫度計(jì)的熱電