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1、实验四K热电偶温度特性实验1实验目的：了解热电偶测温原理及方法和应用。2、基本原理：K型热电偶是由镍铬-镍硅或镍铝材料制成的热电偶，偶丝直径不同，测量的温度围也不同。对于确定的热电偶， 其温度测量围和电动势随温度的变化曲线是确定的，可通过查表得到。选用确定的 K型热电偶，插入温度源中，把热电偶的输出端通过差分放大，获得热电偶的电动势。 记录测量电动势，通过测量热电偶输出的电动势值再查分度表得到相 应的温度值。3、需用器件与单元：主机箱、温度源、Pt100热电阻（温度源温度控制传感器）、K热电偶（温度特性实验传感器）、温度传感器实验模板、应变传感器实验模板（代mV发生器）。5、实验步骤：热电偶使
2、用说明：热电偶由A、 E热电极材料及直径（偶丝直径）决定其测温围，如K （镍 铬-镍硅或镍铝）热电偶，偶丝直径3.2mm时测温围01200 C,本实验用的K热电偶偶丝直 径为0.5mm,测温围0800C；E （镍铬-康铜），偶丝直径3.2mm时测温围-200+750C, 实验用的E热电偶偶丝直径为0.5mm,测温围-200+350C。由于温度源温度v 200C,所以，所有热电偶实际测温围V200 Co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0C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
3、考端 （冷端）为0C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）进行修正式中：E(t,t0)热电偶测量端温度为t,参考端温度为t0= 0C时的热电势值；E(t,t0 / )热电偶测量温度t,参考端温度为t0 /不等于0C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= 0C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 /=20C,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k =10)32.7mv，贝U E(t,t0 / )=32.7
4、mV/10=3.27mV ,那么热电偶测得温度源的温度是多少呢解：由附录K热电偶分度表查得：E(t0/ ,t0)=E(20,0)=0.798mV已测得 E(t,t0 / )=32.7mV/10=3.27mV故 E(t,tO)=E(t,tO/ )+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100C。(1)在主机箱总电源、调节仪电源、温度源电源关闭的状态下，按图4.11示意图接线。r 需匚就传感器实验模板圭香电表图4.9 K型热电偶温度特性试验接线示意图(2) 调节温度传感器实验模板放大器的增益K
5、=30倍：在图4.9中温度传感器实验模板上的放大器的二输入端引线暂时不要接入。拿出应变传感器实验模板(实验一的模板)，将应变传感器实验模板上的放大器输入端相连(短接),应变传感器实验模板上的土15V电源插孔与主机箱的土 15 V电源相应连接，合上主机箱电源开关(调节仪电源和温度源电源关闭)后调节应变传感器实验模板上的电位器R W4(调零电位器)使放大器输出一个较大的m V信号，女口 20mV可用电压表2V档测量)，再将这个20mV信号(Vi)输给图30A中温度传感器实验模板的放大器输入端(单端输入：上端接mV下端接丄)；用电压表(2V档)监测温度传感器实验模板中的Vol，调节温度传感器实验模板
6、中的RW2增益电位器，使放大器输出Vo仁60OmV则放大器的增益K = Vol /Vi=600/20=30倍。注意：增益K调节好后，千万不 要触碰RW2曽益电位器。(3) 关闭主机箱电源，拆去应变传感器实验模板，恢复图4.9接线。(4) 测量热电偶冷端温度并进行冷端温度补偿：在温度源电源开关关闭(O为关，-为开)状态下，合上主机箱和调节仪电源开关并将调节仪控制方式(控制对象)开关按到(温度)位置，记录调节仪 PV窗的显示值(实验时的室温)即为热电偶冷端温度 to / (工作时的参考 端温度)；根据热电偶冷端温度t0 /查附录K热电偶分度表得到 E(t0 =0)，再根据E(t0 /,t0) 进行
7、冷端温度补偿-调节温度传感器实验模板中的RW3电平移动)使Vo2= E(t0 / ,t0)*K = E(t0 / ,t0)*30(用电压表2V档监测温度传感器实验模板中的Vo2)。(5) 将主机箱上的转速调节旋钮 (2 24V)顺时针转到底(24 V ),合上温度源电源开关， 在室温基础上，可按 t=5 C增加温度并且小于 160 C围设定温度源温度值(设定方法参阅实 验二十七，重复6、7、8、9步骤)，待温度源温度动态平衡时读取主机箱电压表的显示值并 填入表4.3。表4.3 K热电偶热电势(经过放大器放大后的热电势)与温度数据t( C )V(mv)(6)根据表4.3数据画出实验曲线并计算非线
8、性误差。实验结束，关闭所有电源。注：实验数据V(mv)/k(增益)=E(t,t0)实验五E热电偶温度特性实验1、实验目的：了解不同分度号热电偶测量温度的性能与应用。2、 基本原理：E型热电偶是由镍铬-康铜制成的热电偶，基本原理类似于 K型热电偶。选用 确定的E型热电偶，插入温度源中，把热电偶的输出端通过差分放大， 获得热电偶的电动势。记录测量电动势，通过测量热电偶输出的电动势值再查分度表得到相应的温度值。3、 需用器件与单元：主机箱、温度源、R100热电阻（温度源温度控制传感器）、E热电偶（温 度特性实验传感器）、温度传感器实验模板。4、实验原理图如下图 4.12 所示图4.10 E热电偶实验
9、原理图5、实验步骤接主机15V传感器实验模板揍車机电压査图4.11 E型热电偶温度特性试验接线示意图（1）按图4.11示意接线，除了查附录E热电偶分度表外，实验方法和步骤完全与实验四相同，按实验四方法实验并将实验数据填入表4.4。t( C )V(mv)(2)根据表4.4数据画出实验曲线并计算非线性误差。实验结束，关闭所有电源。注：实验数据V(mv)/k(增益)=E(t,tO)。6、思考题:通过实验四与实验五的实验数据比较分度号为E、K热电偶在(相同条件下)相同温度时的输出热电势大小。从实验五热电偶使用说明中可知，K与E热电偶测分度号:BA：a=0,003910CC)电俎值S)01234$67_
10、90100.00100.40100.79101.19101.591Q1.9S102. 38102,78103.17103.5710103.56104.36104,75105.15105.54105,94106.33106.73Iff?. 12107.5220107.9110831108*70109.10109.49109.88110.110.67111.07111.463011L8511125112 64113.03113.43113.82114.21114.60115.00115.3940U5+7H订617116*57116.96117.35H7-74118.13118 52118.9111
11、$ J150119.70120.09120 120.87121.26121.65122.0412243122.1123.2160123.60123.99124.38124.77125.16125.55125.94126,33126.72127,1070127.49127,88128.27128.66129.05129.44129.82130x21130*60130.99HO13137131.76132.15132.54132.92133.311J3.7013408134.47134.90135.2413J. 63136rQ2136,40136.79137.17137,137例伪3158 721
12、00139.10IS9.49139.87140.26140.64141.02141.41141 + 79142+18142.66110142.9514333143.71144/10144.48144.86145.25145.63146,10146,40120146.78147 J6147.55147.93148,31148.69149.07149.46149.84150,22130150. W150.98151.37151.75152,13152,51152.89153,27153.65154.03140154.41154-79155,17155.55155.93156.31156.69157
13、.07157,45157.8315015S,21158.59- 158.97159.35159.73160 . L1160.49160.86161.24161.62160162.00162.36162.76163.13163.51163.89164.27164.a165,02165.40170L65.78166.15166 53166.91167.28167.66168.03168.41168.79169.16师169. M1眇91170.29170.67171.04171.42171.7917247172.54172.921W173,29173,67174, M174.41174,79175.16175.54mM176.28176-66附录2: K型热电偶分度表片度号:K（粵考端诅援为（H3）欄It端温度（匸）热 1电动势(mV)01234567S900.0000.039G.0790.1190.15S0.1980.2380.2770.3170.3571003970 4370.4770-5170-5570,5970.6370.6770.7150.75B200神0.83S0*8790.9190.960LOOOL041
