实验三热电阻、热点偶测温特性实验.docVIP

实验三 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： 1、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℃，At=3.9684×10-2/℃，Bt=-5.847×10-7/℃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。 2、热电偶 当两种不同的金属组成回路，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-）、Pt100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热源的一个传感器安置孔中。将Ｋ型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EＫ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，Ｋ型和 E型，它们热电势值不同，从热电偶分度表中可以判别Ｋ型和Ｅ型（Ｅ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“Rt”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、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。Rw1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、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℃+n·Δt，t=5℃，n=1……10，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11-2 t(℃) V(mv) 6、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、R6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、R6接地线，E型自由端与放大器R5、R6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℃+n·Δt，t=5℃，n=1……10，每隔1n读出数显表输出电压与温度值，并记录表11-3。 T++ n·Δt V(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 1600 1800 热 电 偶 E(mv) 0 3.047 6.317 9.787 13.419 21.033 28.943 36.999 45.085 61.066 K(mv) 0 2.022 4.095 6.137 8.137 12.027 3.261 4.234 5．237 7.345 11.947 14.368 16.771 热 电 阻 Cu50(Ω) 39.24 50 60.7 71.4 82.13 Pt100(Ω) 80.3 100 119.4 138.5 157.31 175.84 212.02 247.04 280.90 313.59 375.57 五、思考题： 1、如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？ 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