实验三 热电偶的焊接与校验新
热电偶的焊接与校验
热电偶的焊接与校验实验目的在冶金高温实验中，温度的准确测量和控制是必不可少的。
在许多情况下，温度测量决定了整个实验的误差大小。
测量温度的方法分为接触式和非接触式两种。
采用接触式测温时，传感元件要紧靠被测物体或直接置于温度场中，测量结果经过二次仪表显示出来。
而非接触式测温是利用被测物体的热辐射或辐射光谱分布随温度的变化来测量物体温度的。
热电偶是实验室中被大量使用的接触式测温元件，热电偶在使用一段时间后，其热电性能会发生变化，造成热电偶指示失真，用这种热电偶测温所得的温度准确性和可靠性大大降低。
因此，当热电偶使用一段时间后，必须用标准热电偶对其进行检定，以确保其使用精度。
本实验的主要目的是了解常用热电偶的性能及焊接校验方法。
热电偶的工作原理在—个由不同金属导体A和B组成的闭合回路中，当此回路的两个接点保持在不同温度t1和t2时，只要两个接点有温差，回路中就会产生电流，即回路中存在一个电动势，这就是“塞贝克温差电动势”，简称“热电势”，记为E。
导AB体A、B称为热电偶的热电极。
接点1通常是用焊接法连在一起，工作时将它置于被测温的场所，故称为工作端(热端)。
接点2要求恒定在一定温度下．称为自由端(冷端)。
对于一定的金属来说，电势是温度的函数。
如果热电偶的一端保持恒温t，而变化，一定的热电势对应一定的温度，热电偶的热电势将随另一端的温度t1所以用测量热电势的办法，可达到测温的目的。
实验证明，当热电极材料选定后，热电偶的热电势仅与两个接点的温度有关，即：EAB(t1,t0)=eAB(t1)-eAB(t0)式中eAB(t1)、eAB(t0)分别为两个接点的分热电势。
对于一副选定的热电偶．当自由端湿度恒定时，沁eAB(t0)为常数，此时热电势就成为工作端温度t1的单值函数，即EAB(t1,t0)=f(t1)故通过测量热电势即可达到测温目的。
通常t0保持在0℃，EAB(t1,0)的数值可由数字电压表读出，所对应的温度值可从“热电偶毫伏对照表”查出；所测得的温度也可用温度显示仪直接显示。
热电偶、热电阻的接线及校验
热电偶的接线及校验7、接线及调整变送器的接线原理如图所示。
端子4接24V电源正端、端子3为4～20mA 电流输出端，该端经负载电阻R1后回到24V电源负端。
端子1、2接热电阻，或2接热电偶正，1接热电偶负。
变送器有零点及量程调节电位器，便于用户进行微量调整。
负载电阻：三线制0～10mA：0～1500Ω二线制4～20mA：0～600Ω上海自动化仪表三厂生产的SBWR热电偶变送器为二线制。
8、校验方法：·用于爆炸危险场所时，请注意防爆标志与防护等级；·机电一体化温度变送器安装的环境必须是在-20-+70℃内，当周围环境温度太高时，SBWZ/R信号转换器和显示模块可以与热电阻或热电偶分离安装。
我厂配有分离安装变送器的专用防爆盒。
·加电前，请仔细检查电源的正负极性，不能接错，否则可能造成不可知的后果。
·SBW信号转换器模块用环氧树脂灌封固化，以加强其防震性能，并防湿、防腐、防潮。
·温度变送器使用六个月后需进行校验。
a、热电阻温度变送器校验方法·设备要求：数字电压表一台；·按系统连接方法接线；·根据变送器铭牌上标明的传感器和量程范围，输入相应的阻值，使输出为1V 和5V（可分别调整零点电位器和满度电位器）；·按量程十等分点输入各电阻值，检查各温度输出是否符合精度范围；· ·按说明书技术指标进行测试，应符合技术要求。
b、热电偶温度变送器校验方法·设备要求：数字电压表一台；·按系统连接方法接线；·根据变送器铭牌上标明的传感器和量程范围，输入相应的阻值，使输出分别为1V和5V（可分别调整零点电位器和满度电位器）；·按量程十等分点输入各电势值，检查各温度输出是否符合精度范围；·按说明书技术指标进行测试，应符合技术要求。
五、接线方式：热电阻三线制变送器安装接线图热电阻二丝制变送器安装接线图热电偶变送器安装接线图导轨式变送器安装接线图一体化液晶显示变送器接线图六、热电偶温度变送器校验步骤：1、校验时，在输入端接入电位差计，输出信号为电动势，在输出端接上24VDC稳压电源并串接上标准电流表。
实验三热电偶校验
实验三热电偶校验一、实验目的及要求1. 掌握热电偶的构造和工作原理；2. 了解热电偶校验的意义；3. 掌握热电偶校验的具体方法和操作；4. 了解热电偶冷端温度补偿的重要性。
二、实验原理热电偶是热电偶温度计的测温元件。
它是由两种不同材料的导体A和B焊接在一起构成，如图2-1所示。
热电偶利用热电效应来测定温度，具体测温原理参考第一节概述及主教材。
热电偶按结构形式不同可分为普通型、铠装型、表面型和快速型四种。
其中普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等构成，如图2-2所示。
图2-1 热电偶示意图图2-2 热电偶结构由于热电偶在使用过程中因工作端易受氧化、腐蚀、污染和在高温下热电偶材料将再结晶等而使热电特性发生变化，以致造成测量误差越来越大。
为使测量温度的准确性，必须定期对热电偶进行校验，以测出其热电性能变化的情况。
另外，热电偶在使用之前，必须进行校验，以确定热电偶是否符合技术要求，从面保证测温的可靠性。
热电偶校验是一项正规而重要的工作，根据国家规定的技术条件，按照工作用廉金属热电偶检定规程JJG351-1996，我国部分标准型热电偶校验按表2-1进行。
表2-1 部分标准型热电偶校验温度及允许误差热电偶名称分度号校验点温度（℃）等级温度范围（℃）误差限铂铑10-铂S 600，800，1000，1200 Ⅱ≤ 600±3.0 >600 ±0.5%t镍铬-镍硅K 400，600，800，1000 Ⅱ≤ 400±3.0 >400 ±0.75%t镍铬-康铜 E （100），200，400，600 Ⅱ-40～900 ±2.5或±0.75%t 注：t为热电偶热端温度；（）内检定点根据用户选择。
常用的热电偶检定方法是比较法。
所谓比较法是将被校热电偶与比它高一级的标准热电偶直接比较进行分度的方法。
此法—次可同时鉴定几支热电偶。
具体方法：把被检定的热电偶和标准热电偶的测量端捆扎在一起，放在管式电路中高温恒温区内，以标准热电偶测量温度值为真实温度和被校热电偶热测温值进行比较，得到被校热电偶在该点的测量误差，为了提高校验的可先靠性，必须在温度稳定后才能校验。
实验指导书 热电偶校验实验
热电偶校验实验一、概述热电偶校验实验装置是为大专院校热工实验室实验教学而设计制造的专用设备，可用于中温区工作热电偶的标准和检验实验。
本装置结构设计合理，配用电子调压器，并设有高温监控保护，体积小、重量轻、温度场恒温稳定、操作方便、安全可靠，是满足实验教学的理想装置。
二、技术性能本装置的高保温专用管式电炉，采用电子电压调温，在其炉膛中部均热体可同时插入控温用的工作热电偶、标准电偶和两个被检热电偶，可供作热电偶≤600℃低温区检定使用，装置的调节检控仪表箱配有E分度XCT-101或XMT-101温度指示调节仪表，可在恒定温区直接显示管炉内温度场的温度数值：控制点设置在≤600℃，管式炉上极限温度恒定断电保护。
如选用精密型XMT-101数显温度指示调节仪时，在使用中如定期用比较法分别检定一次显示仪表和二次传感器热电偶（工作热电偶）后，其标定值即可作为第二标准值，供检定工作中直接使用，以减轻检定人员劳动强度，提高工作效率。
本装置配有大功率双向可控硅器件组装的交流调压器一套，调压连续稳定，调压范围为0～200V，电流最大输出小于6A。
工作环境：无强磁场；温度10～35℃；相对湿度≤85%。
三、实验步骤1、安装使用前应首先检查实验室供电插座的电源极性与本装置调节检控仪表箱的电源输入插头的极性是否相符。
正确的接法是：插头红色线接电源相线；绿色线接中性线；黑色线接地保护。
不得接错。
2、将调节检控仪表箱的负载引出线与电炉相接，红色、绿色线接负载，黑色线接壳体，作接地保护。
[注意]负载线严禁短路。
3、将温度调节仪表用的工作热电偶插入管式炉内（均热体应在炉膛中心位置）的一侧，标准热电偶和被检测热电偶（1或2个）插入均热体的另一侧，并将这些热电偶连接好，工作热电偶与仪表箱的相应引出线相联接，标准热电偶和被测热电偶接到仪表箱面板上的相应的接线端子上，箱体旁有相对应的航空快速插头，将被检测的热电偶连接至面板上，红色为“+”极，黑色为“-”极。
热电偶的制作及校验综合实验
实验三热电偶的制作及校验综合实验一、实验目的1、掌握热电偶原理2、掌握热电偶的材质要求3、掌握热电偶的制作方法4、掌握热电偶的校验方法二、实验内容1、制作铜-康铜热电偶2、校验所制作的热电偶3、熟悉热电偶冷端补偿的几种方法4、绘制热电势E与温度t的曲线三、实验原理与装置1、热电偶测温原理将A、B两种不同材质的金属导体的两端焊接成一个闭合回路，如图1.1所示。
若两个接点处的温度不同，在闭合回路中就会有热电势产生，这种现象称为热电效应。
两点间温差越大则热电势越大，我们在回路内接入毫伏表，它将指示出热电势的数值。
这两种不同材质的金属导体的组合体就称为热电偶，热电偶的热电极有正（＋）、负（－）之分。
当T1＞T2时，热端（T1）和冷端（T2）所产生的等位电势分别为E1和E2，此时回路中的总电势为E= E1- E2当热端温度T1为测量点的实际温度时，为了使T1与总电势E之间具有一定关系，我们令冷端温度T2不便，即E2=C（常数），这样回路中的总电势为E= E1- C回路中产生的电势仅是热端温度T1的函数。
当冷端端温度T2=0℃时，回路中电势所对应的温度即为热端的温度T1。
根据上述原理，我们可以选择到许多反应灵敏准确、使用可靠耐久的金2、热电偶的校验焊接好的热电偶，因材质的差异，焊点质量的差异，每支热电偶产生的热电势也不尽相同，所以，热电偶在使用之前必须进行校验。
校验时。
我们可以为每支热电偶绘出其E-t曲线，以供测温时使用。
四、实验步骤1、热电偶制作实验装置如图1.2所示（1）准备好一台调压器；（2）将两个废旧的1号电池取出碳棒，将碳棒一端磨成锥体，令一端用导线拧紧在碳棒上并接到调压器的输出端；（3）将调压器的输入端接电源，输出调压调到20V左右；（4）将两根碳棒放在工作台上，中间留有间隙，将待焊的热电偶端头放（1）熟悉校验热电偶所用的仪器设备的性能及使用方法；（2）按校验装置1.3安装校验仪表设备。
热电偶的工作端、参考端分别插入恒温器和零点保温瓶中，插入深度一般不小于200mm。
热电偶的焊接方法
热电偶的焊接方法
什么是热电偶？
热电偶是一种测量温度的传感器。
它由两个热电极（一般为不同的金属）组成，这两个热电极相互连接，组成一个电偶，当两端温度不同时，会产生电动势，测量得到直接温度值。
热电偶应用广泛，如在工业生产中监测温度，医学等领域也有应用。
热电偶的焊接
由两个热电极组成的热电偶，需要将其连接到电子设备中进行使用。
这就需要
将热电极进行焊接。
热电偶的焊接比较特殊，需要注意一些细节和技巧。
热电偶常用的焊接方式
热电偶的焊接方式有很多，常用的包括：
1.点焊：将热电极与导线进行点焊，通过瞬间高温的热能将两者焊接在
一起。
2.熔接焊：将热电极与导线在高温条件下进行熔接使其贴合在一起。
3.氩弧焊：一种高温无氧气保护的焊接方式。
这3种焊接方式都能够使两个热电极稳定地连接在一起，但不同焊接方式的操
作方法却有所不同。
焊接时需要注意的细节
1.选择合适的焊接方式：焊接方式需要与热电偶以及使用环境相匹配，
避免出现环境不适或者粘度不够等问题。
2.选择合适的焊接设备：灯泡焊枪、微型电子焊枪等，需要选择具有非
常细致的喷头且对热能控制范围较大的设备，否则就容易造成热电偶寿命减少。
3.在焊接时，需要避免因温度过高导致热电极氧化而失效，这样就能够
使热电偶能够更长时间使用。
总结
热电偶是一种测量温度的传感器，常用于医学、生产等领域。
焊接热电偶时，
需要选择合适的焊接方式和设备，并且需要注意细节，耐心操作，这样才能够保证焊接成功，延长热电偶的寿命。
热电偶焊接标准
热电偶焊接标准
一、热电偶的焊接
热电偶的精度和可靠性都依赖于焊接的质量，因此，焊接是整个热电偶安装过程中最为关键的一步。
在焊接时，需要注意以下几个方面的要点。
1. 焊接温度
热电偶焊接温度与热电偶的材质有关，大多数材质需要在1150℃以上进行焊接。
焊接温度应根据实际材质情况进行确定。
2. 保护气氛
焊接过程中要保持热电偶的保护气氛，如氢气或氩气等。
这样可以保证焊接区域不受氧化的影响。
3. 焊接时间
焊接时间应根据热电偶的材质、直径、厚度等因素来确定。
一般情况下，焊接时间为3-5秒。
二、焊接工具
热电偶的焊接需要使用专用的焊接工具。
在实际使用中，应选择合适的焊接工具，并根据厂家提供的说明来进行正确的操作。
三、焊接方法
在焊接热电偶时，以下工艺步骤应该被遵循：
1. 清洁域准备
在焊接前，需要将热电偶外表面进行清理，包括去除氧化层、污垢和其他污染物。
2. 预烧
热电偶的预烧可以有效地提高焊接质量和可靠性。
3. 焊接
在焊接时，应根据标准符号将热电偶的正负极连接到焊接设备上。
同时，焊接时保证热电偶材料与焊料材料充分融合，焊接均匀。
4. 检查
焊接后需要对热电偶进行彻底的检查，以确保它的电学连接正确无误。
检查焊接区域看是否有焊接不均匀和焊料外溢等现象。
热电偶的制作与校验
热电偶的制作与校验一、实验目的1、通过实验掌握铜—康铜热电偶、镍铬—康铜热电偶制作方法。
2、学习校验热电偶的方法。
3、学会常用热电偶分度表的使用。
二、实验设备1、热电偶制作仪器焊接设备：热电偶点焊机；热电偶丝：φ0.2、φ0.5热电偶用铜线、康铜线、镍铬丝线。
其他设备：墨镜、钳子、剪刀、细砂纸、米尺等。
2、热电偶校验装置图1 热电偶校验装置三、实验原理1、电热偶的构成及制作电热偶是工业上最常用的一种测温元件，它是由两种不同的导体丝A和B，焊接组成一个闭合回路而构成的。
如图2所示。
图2电热偶原理图A、B称为热偶丝，也称热电极。
当两接点处于不同温度时回路中就会产生热电势，放置在被测温度为T的介质中的接头，称为测量端（工作端）；另一接头T0成为参考端（或自由端）。
常用的贱金属热电偶材料有：铜-康铜（T型）（常用于-200℃到+200℃测温）镍铬-康铜（E型）（常用于-200℃到+600℃测温）镍铬-镍硅或镍铝（K型）（常用于0℃到+1100℃测温）2、热电偶的校验原理用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一个对象的温度，然后比较两者示值，以确定被检热电偶的基本误差等质量指标，这种方法称为比较法。
用比较法校验热电偶的基本要求，是要造成一个均匀的温度场，使标准热电偶和被检热电偶的测量端感受到相同的温度。
均匀的温度场沿热电极必须有足够的长度，以使沿热电极的导热误差可以忽略。
工业和实验室用热电偶都把管状炉作为校验的基本装置。
为了保证管状炉内有足够长的等温区域，要求管状炉内腔长度与直径之比至少为20：1。
为使被检热电偶和标准电热偶的热端处于同一温度环境中，可在管状炉的恒温区放置一个镍块，在镍块上钻有孔，以便把各支热电偶的热端插入其中，进行比较测量。
校验时取等时间间隔，按照标准→被检1→被检2→···被检n，被检n→被检2→ 被检1→标准的循环顺序读数，一个循环后标准与被检各有两个读数，一般进行两个循环的测量，得到四次读教。
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实验三热电偶的焊接与校验
一、实验目的
1、熟悉不同规格热电偶及其工作原理。
2、了解热电偶的焊接方法并掌握饱和食盐水焊接。
3、熟悉了解常用热电偶的保养及校验方法。
二、仪器与设备
调压器、热电偶丝、300ml烧杯、食盐或工业盐、绝缘夹
三、热电偶的工作原理
在冶金高温实验中，温度的准确测量和控制是必不可少的。
在许多情况下，温度测量决定了整个实验的误差大小。
测量温度的方法分为接触式和非接触式两种。
采用接触式测温时，传感元件要紧靠被测物体或直接置于温度场中，测量结果经过二次仪表显示出来。
而非接触式测温是利用被测物体的热辐射或辐射光谱分布随温度的变化来测量物体温度的。
热电偶是实验室中被大量使用的接触式测温元件,在—个由不同金属导体A和B组成的
闭合回路中，当此回路的两个接点保持在不同温度t
1和t
2
时，只要两个接点有温差，回路
中就会产生电流，即回路中存在一个电动势，这就是“塞贝克温差电动势”，简称“热电势”，
记为E
AB。
导体A、B称为热电偶的热电极。
接点1通常是用焊接法连在一起，工作时将它置于被测温的场所，故称为工作端(热端)。
接点2要求恒定在一定温度下．称为自由端(冷端)。
对于一定的金属来说，电势是温度的函数。
如果热电偶的一端保持恒温t
，热电偶的热
电势将随另一端的温度t
1
而变化，一定的热电势对应一定的温度，所以用测量热电势的办法，可达到测温的目的。
实验证明，当热电极材料选定后，热电偶的热电势仅与两个接点的温度有关，即：
E AB (t
1
,t
)=e
AB
(t
1
)-e
AB
(t
)
式中e
AB (t
1
)、e
AB
(t
)分别为两个接点的分热电势。
对于一副选定的热电偶．当自由端温度恒定时，E
AB (t
)为常数，此时热电势就成为工作
端温度t
1
的单值函数，即
E
AB (t
1
,t
)=f(t
1
)
故通过测量热电势即可达到测温目的。
通常t
0保持在0℃，E
AB
(t
1
,t
)的数值可由数字电
压表读出，所对应的温度值可从“热电偶毫伏对照表”查出；所测得的温度也可用温度显示仪直接显示。
若冷端温度不为0℃，则需对其进行修正。
用做热电偶的材料应具有如下条件：
（1）热电势与温度的关系是线性关系。
（2）产生的热电势数值要高且稳定，并有重现性。
（3）热电偶的材料要有抗腐蚀性和一定的机械强度，易于加工。
常用热电偶中又分标准化热电偶和非标准化热电偶。
国内常用标准化热电偶的特性如表3-1所示。
表3-1 国内常用的标准化热电偶的特性
非标准化热电偶使用较为普遍的是铂铑与钨铼系。
国内生产的钨铼热电偶从1370℃起灵敏度开始下降，在2000℃时数据分散，因此，使用温度应在2000℃以下。
钨铼热电偶的均匀性差，无互换性，每批生产出的分度是不同的。
四、热电偶的焊接
热电偶的焊接方法有很多种，如用热电偶焊接专用工具、盐水焊接、水银焊接等，为了保护环境，消除实验室汞污染，我们只采用饱和食盐水焊接做实验，焊接装置如图3-1所示。
焊接方法如下：
1、将烧杯内放入适量的水和盐，让盐在水中充分溶解；
2、将调压器的旋钮调至零位置，输入线的电源插头插到220V交流电源上；调压器两根输出线的一极放到烧杯内的盐水中（最好是火线一极放在盐水中），另一极连到一个焊接专用夹子上；
3、将两根待焊接热电偶丝的端部去掉绝缘层后夹在焊接专用夹子上，且将顶端靠紧并剪齐（或将顶端拧紧并剪齐）；
4、接通电源开关，把调压器旋钮转到一适当位置，使调压器输出线两端有一定电压输出；
5、把夹在焊接专用夹子上的热电偶丝顶端与盐水表面接触放电，直至热电偶丝顶端产生一个光滑明亮的小圆球，即可完成焊接。
6、焊接完成后，将调压器的调压旋钮调至零位置，关闭电源开关，拨下电源插头。
图3-1 热电偶焊接示意图
1-热电偶丝 2-烧杯 3-电极 4-氯化钠水溶液 5-调压器
五、热电偶的清洗和退火
热电偶在检定前需进行清洗，以清除热电极表面的杂质、有机物和部分氧化物。
清洗分两步进行：
(1)酸洗。
目的是除去热电偶表面的有机物。
将热电偶丝绕成直径80mm左右的圆环，放入30％-50％化学纯的盐酸或硝酸溶液中浸渍1h或者煮沸15min，再放入纯水中煮沸数次消除酸性。
(2)硼砂洗。
目的是去除热电偶表面的氧化物。
将酸洗后的热电偶丝放在固定架上，将热电偶丝加热到温度1100-1150℃，然后用硼砂块分别由热电偶丝上端慢慢接触丝，使硼砂熔化，沿丝流向下端，反复几次直到偶丝发亮，再缓冷至室温。
清洗后的热电偶丝再放入纯水中煮沸数次，使热电偶丝表面上的硼砂彻底洗净。
退火可消除热电偶丝中的应力，提高热电偶的稳定性，退火按以下两步进行：
(1)通电退火。
将清洗后的热电偶丝悬挂在固定架上，通以10．5A的电流，在ll00℃下退火1h。
退火时要防止冷空气对流，电压升降必须缓慢，否则失去退火意义。
(2)炉内退火。
通电退火后，仍有少量残余应力，将热电偶放在退火炉内进一步退火。
退火炉均温区不小于500mm，温度住(1100±20℃)内，在炉内保温2h，以确保退火效果。
六、热电偶校验
热电偶的检定校验就是将热电偶置于给定温度下测定其热电势，并确定热电势与温度的关系。
实验室常用的检测方法是双极法(比较法)，检测步骤如下：
1)将标准热电偶与被检定热电偶捆扎成束，置于炉子的恒温带中。
2)将标准热电偶与被检定热电偶的冷端插在0℃的同一恒温器中，若冷端不能满足0℃，则需进行修正。
3）检定温度再标推热电偶证书上所给定的三个固定点温度附近进行，测量时炉内温度与固定点偏差不得超过±10℃。
4）标准——被测1——被测2——被侧3——被测3——被测2——被测1——标准。
对每个温度测量次数不得少于4次，每测一次循环炉温波动个得大于±10℃。
5)测量完第一组数据后，再进行升温，待温度恒定后进行第二组数据测量。
6)将数据记录，并按前面讲的公式进行处理，即E
t被=E
t标
+ΔE
t。
七、实验报告要求
(1)、热电偶测温时的影响因素是哪些？
(2)、简述热电偶焊接时的注意事项有哪些？
（3）、如何判断热电偶的正负极（说出两种判断方法）？实验中如何保证冰点恒温瓶中的温度为0℃？。