铂电阻和热电偶测温特性实验一、实验目的1、掌握热电阻和热电偶测量温度的原理和特性2、了解热电阻和热电偶的接线方式3、了解电加热过程的工作特性二、实验原理1、热电阻测温原理：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的热电阻有铂电阻和铜电阻铂 电阻在0-630. 74°C以内测温时，电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro (l+At+Bt2),其中，Ro是温度为0°C 时的电阻本实验Ro=100QA=3.9684X10-2/C, B=—5.847X 10-7 /C2,铂电阻采用三线连接， 其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响2、热电偶测温原理：两种不同的导体或半导体组成闭合回路，当两接点分别置于两不同温度时， 在回路中就会产生热电势，形成回路电流这种现象就是热电效应热电偶就是基于热电效应工作的 温度高的接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值三、实验设备CSY-2000实验台、温度源、热电偶(K型或E型)、Pt100热电阻、万用表、连接导线等四、实验步骤与说明本实验的难点是对温度源(右图)温度的控制，这里采用温度控制仪进行操作。
实验前需认真阅读 附录一《CSY-2000A实验台上的温度控制仪使用说明》(1) 本实验采用手动控制模式来控制温度源的温度，改变温度控制仪的输出值MV,用万用表测量输 出端交流电压，观察电压变化情况2) 利用铂热电阻测量环境温度，并记录在表1-13) 温度源(右图)内部封装了一个Pt100热电阻，在面板上有三个引出端子将此 热电阻信号连接到温度控制仪输入端，作为温度测量的基准温度4) 把热电偶和热电阻插入到温度源测点上，热电偶的信号可直接用mV表测量热 电阻的信号可用万用表电阻档直接测量5) 控制温度源的加热电压和加热时间，使温度源从40°C开始，每增加5°C记录一次 热电偶和热电阻的输出，填入表1-1注意：为了保证数据准确，应在温度源稳定在温 度点上至少30秒后读数6) 测量完成后，关上主控台上的温度开关、电源开关，拔下连接导线如果此时温度源温度大于30C, 则将温度源上的风扇电源24V连接到主控台上的24V稳压电源上，让风扇运转降温表 1-1 铂电阻和热电偶测温特性实验数据环境温度： °C环境温度对应分度：热电偶(K/E型)： mV Pt热电阻： Q设定温度C热电偶分度(K/E 型)mVPt热电阻分度Q实际温度C实测热电偶电 压mV修正后热电偶电压mV实测热电阻阻值Q4045…………………100五、数据分析及思考(1) 对测量得到的热电偶电压值进行修正，并填入表1-1中。
E=E测-E+E室温)测 0 室温(2) 在坐标纸上画出热电偶的T-V分度曲线和实测曲线，热电阻的T-Q分度曲线和实测曲线3) 根据上面画的曲线计算热电偶和热电阻测量的非线性误差4) 本实验直接测量了热电阻的阻值，请设计采用电压方式测量热电阻信号的原理和方法5) 如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？(6) 热电偶与热电阻测温原理有什么不同？各有什么优缺点？六、预习和实验报告要求(1)复习热电偶和热电阻的检温原理、实现方法以及接线等相关基础知识，详细阅读实验指南做好实 验计划和预习报告 2 )预习报告即为实验报告的前两项，包括实验原理、实验内容、实验计划或者简要的实验步骤3) 本次实验时间较为紧张，请提前思考步骤2、步骤5 和思考题4 4 )实验报告采用统一格式手写附录一 CSY-2000A 实验台上的温度控制仪使用说明一、仪表面板说明如图所示，仪表有两个4位数码显示，上窗口为测量值PV,仪表的下窗口 为设定值SV或者输出值MV数码显示窗口下方有4个指示灯，从左到右依次为：左 1——At 自整定指示灯；左 2——ALM1 第一报警输出指示灯，左 3——ALM2 第二报警输出指示灯，左 4——控制输出（加热控制）指示灯，指示灯下方有4个可操作的按键，从左到右依次为：左l（SET）——设定键，按下此键仪表的下窗口显示为设定值SV,此时可设 定SV；再按下此键下窗口显示为输出值MV；按住此键超过3秒进入参数设定 状态；要退出参数设定状态，同样按SET键超过3秒。
左2A/M （▲） ——手动控制模式和自动控制模式的换切键，手动控制模式 时仪表的下窗口第一位指示H；参数设定时的移位键左——减数键左40——加数键二、仪表接线说明如图所示仪表输入端为（123 ）接收热电阻或热电偶的信号输出端为交流可调电压（电压幅值随仪表输出变化），以及风扇源24V开关 电压（出现第一报警时有电压，无报警时没有电压）三、仪表参数说明进入参数设定状态后，仪表参数按下表的顺序依次出现符号名 称设定范围说明备注AL-I第一报警—1999〜+9999风扇冷却设定温度要实验标定的这点温 度AL-II第二报警无用（不作用）无关、不作用P比例带全量程的0.1〜200%执行PI、PD或PID时设定建议选择AT定I积分时间0〜3600s,设定为0时成PD控制设定合适的积分时间，以解除比例控制 所发生之残余偏差建议选择AT定D微分时间0〜3600s,设定为0时成PI控制设定合适微分时间，以防止输出的波 动，提高控制稳定性建议选择AT定AT自整定0N：自整定作用OFF:自整定不作 用自整定方式的选择：开或关设置参数时必须OFF，温度设置好后再ONT输出控制周期1 〜200sPID加热控制输出周期设定2-5S （选3S）db比例带全量程的0〜10%设定（加热）比例带与（制冷）比例带之 间控制动作不感带，设定负数即成重叠0.0HY主输出的滞后宽度1000 码只有主控输出为ON/OFF（位控）时才有无关、不作用HY-1第一报警输出的回差1000 码只有主控输出为ON/OFF（位控）时才有无关、不作用HY-2第二报警输出的回差1000 码只有主控输出为ON/OFF（位控）时才有无关、不作用Pb过程值偏置±1000 码传感器的测量值与此值相加作为PV值设定误差的相反值，来 消除误差VSTP低PV值自整修正全量程的0.0〜100.0%自整定时用于减少温度的过冲0FILT滤波系数0--1测量采样的软件滤波常数。
常数大，测 量值抗干扰能力强，但测量速度和系统 响应时间变慢数字显示不稳定设1Sn按信号而定Pt100Pt100Pt100P-SH高满度显示值设定按具体需要可设定输入信号的高满度显示值，怕学 生烫伤，最好设定在250C以下250CP-SL低满度显示值设定按具体需要可设定输入信号的低满度显示值按需要设0.0C也可OUTH允许调节输出最大 值0.0—100.0%可实现输出高限幅100.0OUTL允许调节输出最小 值0.00—99.9%可实现输出低限位0.0ALP1第一报警输出定义按具体需要0为定值报警1为跟随报警设0ALP2第二报警输出定义不用COOL正反作用选择ON/OFFON正作用OFF反作用设OFFOP-A主控输出方式按具体需要SSR驱动电平输出和可控硅过零触发脉 冲输出RLP继电器输出OnoF继电器位式控制设 SSR (ssr)OPPD开机输出功率0.0—100.0%首次上电后仪表的输出功率0C—F测量单位显示°C—oF摄氏度或华氏度显示选择Cdp小数点ON/OFF显示精度是否为0.1C/ oFON热电偶冷端温度补偿设计实验一、实验目的1、熟悉热电偶冷端温度补偿的原理与常用方法2、深入理解电桥自动补偿法在热电偶测温中的应用。
3、深入理解热电偶和热电阻的测温特性二、实验原理当冷端温度固定时，热电偶测量所输出的热电势与热端温度呈线性关系如果冷端温度保持在o°c, 热电偶的输出电压与温度的关系符合分度表热电偶冷端温度补偿的常用方法有：补偿导线法，冰浴法 计算修正法和电桥自动补偿法三、实验设备CSY-2000A实验台、温度源、热电偶（K型或E型）、PtlOO热电阻、万用表、温度传感器实验模板、 连接导线等图 2-l 温度传感器实验模板线路图上图为温度传感器实验模板，其中部分电阻阻值为R1=10KQ、R2=10Q、R3=100Q、R4=10KQ、 RW1=10KQ、RW2=10KQ，设计中可选择其搭建所需电桥四、设计要求（1） 利用所学知识和实验室所能提供的设备，设计出两种热电偶冷端温度补偿的方法（其中必须有电 桥自动补偿方法）并在实验室加以实现2） 对实验数据进行记录（只需测量三次热点温度），通过分析总结设计中存在的问题，并对设计水平 加以评价五、数据分析及思考（1） 对实验数据进行分析，讨论各种补偿方法的优缺点2） 从理论上分析采用Pt100热电阻进行冷端温度补偿的补偿精度和补偿范围六、预习和实验报告要求（1）复习热电偶的检温原理、冷端补偿方法和原理，实验一中温度控制的方法，以及热电阻的测温原 理，详细阅读实验指南做好实验计划和预习报告。
2）预习报告即为实验报告的前两项，包括实验原理、实验计划或者简要的实验步骤，以及数据记录 表格4）实验报告采用统一格式手写。