现代检测技术 实验四__K热电偶测温性能实验
测试技术K型热电偶温度控制实验
K型热电偶测温实验一、实验目的：了解K型热电偶的特性与应用二、实验仪器：智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。
三、实验原理：热电偶传感器的工作原理热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝克效应，即两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T，另一端温度为T0，则回路中就有电流产生，见图33-1（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
图33-1（a）图33-1（b）两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势E T，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图33-1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。
实验表明，当E T较小时，热电势E T与温度差（T-T0）成正比，即E T=S AB（T-T0）（1）S AB为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：（1）均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律用两种金属导体A，B组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势E AB （T，T0），而这些导体材料和热电偶导体A，B的材料往往并不相同。
在这种引入了中间导体的情况下，回路中的温差电势是否发生变化呢？热电偶中间导体定律指出：在热电偶回路中，只要中间导体C两端温度相同，那么接入中间导体C对热电偶回路总热电势E AB（T，T0）没有影响。
（3）中间温度定律如图33-2所示，热电偶的两个结点温度为T1，T2时，热电势为E AB（T1，T2）；两结点温度为T2，T3时，热电势为E AB（T2，T3），那么当两结点温度为T1，T3时的热电势则为E AB（T1，T2）+ E AB（T2，T3）=E AB（T1，T3）（2）式（2）就是中间温度定律的表达式。
k型热电偶实验报告结论
k型热电偶实验报告结论
K型热电偶实验是用来测量温度差的实验，它通过使用K型热电偶来测量温度差。
实验报告结论可能包括:
1.测量的温度差符合预期。
2.使用K型热电偶是一种有效的温度测量方法。
3.温度差的测量值可能会受到环境温度的影响。
4.K型热电偶的精度和稳定性是有限的,因此需要定期校
准。
5.在实验中使用其他温度测量方法进行比较和验证,可以
提高实验结果的可靠性
6.如果有需要，可以对实验结果进行数据处理和分析,以
获得更为精确的结论。
7.在实验过程中,需要注意热电偶的线路连接,避免电流
过大或过小,导致误差。
8.K型热电偶不能在高温环境下使用，实验温度范围需要
满足热电偶的工作范围。
9.实验结果可以用来验证热力学理论，如热力学第二定
律。
10.实验结果可以用来设计和优化工程系统,如热交换器，
热力机等。
总之，K型热电偶实验是一种重要的温度测量方法，它可以提供准确的温度差数据，为热力学研究和工程设计提供有效的支持。
但同时也需要注意实验过程中的细节,以保证实验数据的准确性。
k型热电偶实验报告
k型热电偶实验报告K型热电偶实验报告摘要：本实验通过使用K型热电偶测量不同温度下的电压值，验证了热电偶的工作原理和温度测量的准确性。
实验结果表明，K型热电偶可以准确地测量不同温度下的电压值，为工业生产和科研实验提供了可靠的温度测量手段。
引言：热电偶是一种常用的温度测量仪器，其工作原理是利用不同金属之间的热电效应来测量温度。
K型热电偶是其中一种常用的热电偶类型，具有较广的测量范围和较高的测量精度。
本实验旨在通过测量K型热电偶在不同温度下的电压值，验证其温度测量的准确性。
实验方法：首先，我们准备了K型热电偶和数字温度计，并将K型热电偶的两端连接到数字温度计上。
然后，我们将K型热电偶依次放入不同温度的水中，记录下每个温度下的电压值。
最后，我们将实验数据整理并进行分析。
实验结果：经过实验测量和数据分析，我们得到了不同温度下K型热电偶的电压值。
实验结果表明，K型热电偶可以准确地测量不同温度下的电压值，并且具有较高的测量精度。
这为工业生产和科研实验提供了可靠的温度测量手段。
讨论：本实验结果验证了K型热电偶的工作原理和温度测量的准确性。
在实际应用中，K型热电偶可以广泛用于各种温度测量场合，如化工生产、电力设备、实验室科研等领域。
同时，我们也发现在实验过程中，K型热电偶的测量精度受到外界环境和测量装置的影响，需要在实际应用中加以注意和调整。
结论：通过本实验，我们验证了K型热电偶在不同温度下的电压测量值，证明了其具有较高的温度测量精度和可靠性。
K型热电偶在工业生产和科研实验中具有重要的应用价值，可以为温度测量提供可靠的技术支持。
同时，我们也认识到在实际应用中需要注意外界环境和测量装置对测量精度的影响，保证温度测量结果的准确性和可靠性。
k型热电偶实验报告
k型热电偶实验报告K型热电偶实验报告引言：热电偶是一种常用的温度测量仪器，其原理是基于热电效应。
本次实验旨在通过对K型热电偶的实际应用，验证其测温准确性和可靠性。
一、实验原理热电偶是由两种不同金属导线组成的热电偶材料，两端焊接在一起形成一个闭合回路。
当热电偶的两个焊点温度不同时，由于两种金属的导电性差异，会产生热电势差。
根据热电效应原理，热电势差与温度之间存在一定的线性关系。
根据国际标准，K型热电偶适用于测量高温范围内的温度。
二、实验仪器与设备1. K型热电偶：由铬铝合金和镍铝合金组成。
2. 数字温度计：用于测量热电偶的热电势差。
3. 热电偶连接线：用于将热电偶与数字温度计连接。
三、实验步骤1. 将热电偶的两个焊点分别与数字温度计的两个接口连接。
2. 将热电偶的焊点1放入常温水中，焊点2放入加热水中，确保焊点2温度高于焊点1。
3. 打开数字温度计，记录热电偶的热电势差。
4. 将焊点2的温度逐渐提高，每隔一段时间记录一次热电势差。
5. 当焊点2温度达到一定值后，逆向改变焊点1和焊点2的位置，重复步骤3和4。
6. 根据记录的热电势差和温度数据，绘制热电势差-温度曲线。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的热电势差-温度曲线如下图所示：【插入曲线图】从曲线可以看出，热电势差与温度之间存在线性关系。
当温度升高时，热电势差也随之增加。
这符合热电效应的基本原理。
根据实验数据，我们可以计算出热电偶的灵敏度。
灵敏度是指单位温度变化引起的热电势差的变化量。
通过计算实验数据中两个焊点温度的差值与对应的热电势差的比值，可以得到热电偶的灵敏度。
实验中我们还可以观察到热电偶的响应时间。
当焊点2温度发生变化时，热电偶的热电势差并不会立即发生变化，而是有一定的延迟。
这是由于热电偶的热传导特性所致。
五、实验误差与改进在实验过程中，由于热电偶和数字温度计的精度限制，以及外界环境的影响，可能会导致实验结果存在一定误差。
为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更高精度的数字温度计，提高测量精度。
k热电偶测温性能实验
k热电偶测温性能实验
本次实验主要研究k型热电偶的测温性能，掌握k热电偶的使用特点，能够正确选择适合的电器表和扩展电缆，并了解测温的误差以及误差的来源。
实验步骤：
1. 实验前准备
（1）检查电器表的选择是否正确，电器表应该能够对应所选热敏电偶的类型和量程；
（2）检查扩展电缆材质是否符合要求，扩展电缆应该与热敏电偶的材料相同；
（3）将测温处的工作环境调整为必要条件。
（1）逐渐升温较长时间，使热电偶到达温度平衡，此时记录热电偶的温度值和电压值；
（2）采用逐渐升温法和逐渐降温法，测量热电偶的输出电压值和温度值；
（3）简单计算测量误差，并进行误差分析。
实验结果分析：
从实验结果可以看出，k热电偶的输出电压与温度之间呈现出线性关系，并且误差随着温度升高而增大。
误差分析：
k热电偶的误差有两种来源，一种为测量电路的误差，另一种是扩展电缆的误差。
测量电路的误差较小，但在扩展电缆过长或温度过高的情况下，误差会变得很大。
结论：。
k型热电偶实验报告
k型热电偶实验报告k型热电偶是一种测量温度的装置，它是一种常用的测温仪器，可以实时监测温度，可以用于各种场合，尤其在工业上。
这种装置基于热电效应，其原理是，当一段热电偶受到不同温度的热能，两端电极会产生不同的电势，从而输出电流和电压，从而读取准确的温度。
原理k型热电偶的工作原理是依靠双热电偶，其中一个热电偶是活跃的，另一个热电偶是参照的，他们之间的电势差会变化，从而与温度成正比。
当温度增加时，活跃的热电偶电势会增加，而参照的热电偶电势不变，因此，两个热电偶之间的电势差随温度的变化而变化，实现了温度的自动检测。
特性K型热电偶具有高精度、低成本、可靠性强、发热和排热优良等特点，在室温至热室温度范围（-200℃～1300℃）内都能正确测量。
由于热电器具有很高的热电致动率，热电偶的精度可以达到±1℃。
此外，由于这种装置只有两个连接端口，可以实现电缆的集中布线，易于安装和维护。
应用领域K型热电偶已广泛应用于化工、制药、冶金、机械、航空航天等行业，特别是在高温下，可用于在工艺流程中温度控制，如加热炉、蒸汽炉、热压力、高压加热设备、热油器、蒸汽加热水器、蒸馏分离器、液体氮冷凝等场合。
此外，K型热电偶也可以用于探测流体的温度以及设备的温度，广泛应用于各行各业，有效提高了生产效率。
实验实验的硬件设备包括电源、K型热电偶、温度计、多功能仪表和信号连接件等。
实验开始前，要将K型热电偶连接到电源，将信号连接件连接到K型热电偶，并将K型热电偶插头插入多功能仪表。
接着，使用温度计将K型热电偶与温控仪表按照线路接好，在多功能仪表上设定恒温，并将温度调节到要测量的温度，然后将K型热电偶置于测试温度范围内，实验开始。
测试结果通过K型热电偶实验，我们发现，随着热量的传递，热电偶的电势差随温度的变化而变化，其输出的数据也随温度的变化而变化，符合热电效应的基本原理，说明K型热电偶功能正常。
结论本次K型热电偶实验表明，该装置符合原理，可以有效检测温度，具有高精度、低成本、可靠性强、发热和排热优良等特点，可以广泛应用于各行各业。
K型热电偶温度测量实验
K型热电偶温度测量实验K型热电偶温度测量实验一、实验目的：1、通过本实验了解热电偶测温的基本原理以及热电偶的基本构造。
二、实验原理：1、热电偶测温原理：热电偶由两个不同材质的金属材料焊接而成，焊接端称为热端，非焊接端为自由的两金属导体称为冷端。
如果将热端置于与冷端有温度差的地方，将在冷端两导体上产生（热）电势。
电势的大小取决于冷热端间的温度差和所采用的金属材料。
这就是热电偶测温的基本原理。
但需要说明的是热电势的数值通常很小，每度只有数十微伏，并且热电势在整个测温的范围内一般是非线性的。
因此，要在测温电路中进行必要的冷端补偿和非线性补偿。
2、应用介绍：热电偶和热电阻同是工业测温的常用元件，相对于热电阻来说，热电偶的测量温度范围较宽：－200～1200℃，结构上也较为坚固，但使用时需要冷端补偿，需要铺设专用的补偿导线。
工业现场中，常用于测量温度较高的介质：如蒸汽、高温水等。
而热电阻的常用测量范围是－200～400℃，使用时也相对简单，不需要铺设专用的补偿导线，也不需要进行冷端补偿。
3、实验用热电偶：本实验中所使用的热电偶材料是镍铬―镍硅，热电偶的分度号是K，一般简称K型电偶。
常用于测量0～600℃范围内的介质。
冷端补偿所使用的热电阻是铂电阻Pt1000；热电偶在接入电路时要注意极性，在本实验中所使用的热电偶上已用红色塑料套管标示正极。
下图是热电偶在电路中的表示符号。
(-)(+)4、电路：电路在构成上可分为放大、非线性补偿、冷端补偿三个部分。
非线性补偿采用的是专用于K型热电偶线性校正的集成电路AD538；冷端补偿电路采用的是Pt1000的测量电路，因此，正确使用热电偶测量温度的方法是确保Pt1000热电阻已经连接后，再使用热电偶。
具体的电路结构请参考附录中的电原理图。
三、实验仪器和设备1、DRVI可重组虚拟实验开发平台1套2、蓝津数据采集仪（DRDAQ-EPP2）1台3、开关电源（DRDY-A）1台4、K型热电偶1只5、Pt1000铂电阻1只6、计算机n台（如使用蓝津DRMU-ME-B型综合实验台，则上述的2、3项已集成在实验台内部）四、实验步骤与内容1. 启动计算机，开启DRVI数据采集仪和电源。
K 型热电偶测温实验
实验报告( )
实验名称K 型热电偶测温实验专业
姓名学号同组人实验日期指导教师图29-1（a）图29-1（b）
图29-2
热电偶的分度号热电偶的分度号是其分度表的代号（一般用大写字母S、R、B、K、E、J、T、N 表示）。
它是在热电偶的参考端为0℃的条件下，以列表的形式表示热电势与测量端温度的关系。
实验步骤及数据整理
一、实验步骤
1．将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入K 型热电偶温
度传感器。
2．将±15V 直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。
温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。
3．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui 短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4 使直流电压表显示为零。
4．拿掉短路线，按图29-3 接线，并将K 型热电偶的两根引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b；记下模块输出Uo2 的电压值。
图29-3
5．改变温度源的温度每隔50C 记下Uo2 的输出值。
直到温度升至1200C。
并将实验结果填入表中
二、数据整理
1．完成下列数据表格
2．根据中间温度定律和K 型热电偶分度表，用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
检测技术实验报告
院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：
同组人员：
评定成绩：评阅教师：
K热电偶测温性能实验
一、实验目的：
了解热电偶测温原理及方法和应用。
二、基本原理：
热电偶测量温度的基本原理是热电效应。
将A和B二种不同的导体首尾相连组成闭合回路，如果二连接点温度(T，T0)不同，则在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。
热电偶就是将A和B二种不同的金属材料一端焊接而成。
A和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端；未焊接的一端(接引线)处在温度T0称为自由端或参考端，也称冷端。
T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为０时，热电偶的输出电动势为０；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。
国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度(见附录)表即参考端温度为０℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。
三、需用器件与单元：
主机箱、温度源、P t100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)。
四、实验步骤：
热电偶使用说明：热电偶由Ａ、Ｂ热电极材料及直径(偶丝直径)决定其测温范围，如Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶，偶丝直径3.2mm时测温范围０～1200℃，本实验用的Ｋ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围０～800℃；Ｅ(镍铬-康铜)，偶丝直径3.2mm时测温范围-200～+750℃，实验用的Ｅ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围-200～+350℃。
由于温度源温度＜200℃，所以，所有热电偶实际测温范围＜200℃。
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０℃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考端(冷端)为０℃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(补偿)，计算公式：E(t,t0)=E(t,t0＇)+E(t0＇, t0)
式中：E(t,t0)—热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t0=０℃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０℃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=０℃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＇=20℃，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，则E(t,t0＇)=32.7mV/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,t0)=E(t,t0＇)+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100℃。
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1示意图接线。
图1 K热电偶温度特性实验接线示意
2、调节温度传感器实验模板放大器的增益Ｋ=30倍：在图1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±15Ｖ电源插孔与
主机箱的±15Ｖ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ｍV信号，如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⊥）；用电压表(2V档)监测温度传感器实验模板中的Vo1，调节温度传感器实验模板中的R W2增益电位器，使放大器输出Vo1=60OmV，则放大器的增益Ｋ= Vo1／Vi=600/20=30倍。
注意：增益Ｋ调节好后，千万不要触碰R W2增益电位器。
3、关闭主机箱电源，拆去应变传感器实验模板，恢复图30A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)开关按到内(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t0＇(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＇,t0)，再根据E(t0＇,t0) 进行冷端温度补偿-----调节温度传感器实验模板中的R W3(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(24Ｖ)，合上温度源电源开关，在室温基础上，可按Δt=5℃增加温度并且小于160℃范围内设定温度源温度值(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1。
五、数据处理
表1 Ｋ热电偶热电势(经过放大器放大后的热电势)与温度数据
根据表1数据画出实验曲线：
非线性误差：S=％100×5.1825.2=1.4％。