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1、上海电力学院检测技术实验题目：热电阻、热电偶测温特性实验 一、实验目的了解热电阻的特性与应用，了解热电偶测量温度的性能与应用范围。二、基本原理（一）热电阻：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻在 0-630.74以内，电阻 Rt 与温度 t 的关系为：Rt=R0(1+At+Bt2)R0系温度为 0时的电阻。本实验 R0=100，A t=3.968410-2/，B t=-5.84710-7/ 2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。（二）热电偶：当两种不同的
2、金属组成回路，如二个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应电路就可间接测得被测温度值，温度低的接点就称冷端(也称自由端)，冷端可以是室温值或经补偿后的 0、25。三、需用器件与单元加热源、K 型热电偶（红+，黑-） 、P t100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表，热电偶 K 型、E 型、加热源。四、实验步骤（一）热电阻：1、 注 意 ： 首 先 根 据 实 验 台 型 号 ， 仔 细 阅 读 “温 控 仪 表 操 作 说 ”， 学 会 基本 参 数 设 定 。2、 将 热 电 偶 插 入 台 面 三 源 板 加
3、热 源 的 一 个 传 感 器 安 置 孔 中 。 将 型 热电 偶 自 由 端 引 线 插 入 主 控 面 板 上 的 热 电 偶 E 插 孔 中 ， 红 线 为 正 极 ， 黑 色 为负 极 ， 注 意 热 电 偶 护 套 中 已 安 置 了 二 支 热 电 偶 ， 型 和 E 型 ， 它 们 热 电 势值 不 同 ， 从 热 电 偶 分 度 表 中 可 以 判 别 型 和 型 （ 型 热 电 势 大 ） 热 电 偶 。E 型 （ 蓝 +， 绿 -） ； k 型 （ 红 +， 黑 -）3、 将 加 热 器 的 220V 电 源 插 头 插 入 主 控 箱 面 板 上 的 220V 控 制
4、电 源 插 座上 。4、 将 主 控 箱 的 风 扇 源 (24V)与 三 源 板 的 冷 风 扇 对 应 相 连 ， 电 机 转 速 电 压旋 至 最 大 。5、将 Pt100铂电阻三根线引入“R t”输入的 a、b 上：用万用表欧姆档测出 Pt100三根线中其中短接的二根线（蓝 ，黑）接 b 端。这样 Rt与R3、R 1、R w1、R 4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。R w1中心活动点与 R6相接，见图 11-5。图 11-5 热电阻测温特性实验3、在端点 a 与地之间加直流源 2V，合上主控箱电源开关，调 Rw1使电桥平衡，即桥路输出端 b 和中心活动点之间在室温下输出为零。4、
5、加15V 模块电源，调 Rw3使 V02=0，接上数显单元，拨 2V 电压显示档，使数显为零。5、设定温度值 50将 PT100 探头插入加热源另一个插孔中开启加热开关，待温度控制在 50，时记录下电压表读数值，重新设定温度值为50+nt，建议 t=5，n=110，每隔 1n 读出数显表输出电压与温度值，将结果填入下表 11-2。表 11-2t() 50 55 60 65 70 75 80V(mv) 248 282 320 346 401 436 474250 288 324 367 404 438 4756、根据表 11-2 值计算其非线性误差。（二）热电偶：1、将热电偶插到温度源插孔中，K
6、 型的自由端接到面板 Ek端（红+，黑-）作标准传感器，用于设定温度。2、将 R5、R 6端接地，打开主控箱电源开关，将 V02与数显表单元上的Vi相接。调 Rw3使数显表显示零位，主控箱上电压表波段开关拨到 200mV，打开面板上温控开关，设定仪表控制温度值 T=50。3、去掉 R5、R 6接地线，E 型自由端与放大器 R5、R 6相接，打开温控开关，观察温控仪指示的温度值，当温度控制在 50时，调 Rw2，对照分度表将信号放大到比分值大 10 倍的指示值以便读数，并记录下读值。4、重新设定温度值为 50+nt，建议 t=5，n=110，每隔 1n 读出数显表输出电压与温度值，并记录表 11
7、-3。T+ ntV(mv)5、根据表 11-3 计算非线性误差。附：分度表温度测量元件-50 0 50 100 150 200 300 400 500 600 800 1200 1400 16001800E(mv) 0 3.0476.3179.78713.41921.03328.94336.99945.08561.066热电偶 K(mv) 0 2.0224.0956.1378.13712.0273.2614.23452377.34511.94714.36816.771Cu50()39.2450 60.7 71.4 82.13热电阻Pt100()80.3 100 119.4138.5157.31
8、175.84212.02247.04280.90313.59375.57五、思考题1、如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？热电阻常用的只有两种，Pt100 和 Cu50，Pt100 测温范围是-200 至650，Cu50 测温范围是-50 至 150，确定温度范围时要留一定的余量，比如测的介质温度一般在 130 度，选择 Cu50 就不合适，因为余量太小，很可能最高温度就超过 150 度而无法测量。目前，Cu50 一般用于测量室温；Pt100 则应用较广，如蒸汽的温度测量、烤箱的温度测量等。2、通过温度传感器的三个实验你对各类温度传感器的使用范围有何认识？由热电偶的拟合直线图知，在 50 至 85的范围内，测量电压的拟合直线和分度表查出电压的拟合直线之间的误差逐渐增大，则说明 E 型热电偶更适用于较低温度情况下的测量。
