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热电偶实验报告 热电偶辨识实验 一 实验目的: 通过对热电偶的辨识，并对辨识结果进行动态误差修正，掌握系统辨识方法中的时域辨 识方法和对测量结果的动态误差修正方法，了解动态误差修正在实际生活中的应用。 二 实验器材: 热电偶一个，应变放大器一台，桥盒一个，数采模块，pc机一台。 三 实验原理: 本实验是基于热电偶测温的工作原理所做，即:热电偶是由两种不同成 份的材质导体组成闭合回路， 当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之 间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(seebeck effect)。两种不同成份 的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处 于某个恒定的温度下。读出热端的电动势，然后根据热电动势与温度的函数关系可得出当前 的温度值。当我们将热电偶放入热水中，由于温度的变化，产生一个阶跃信号，通过图形确 定系统是几阶系统，然后对模型进行辨识，并对测量结果进行动态误差修正，将修正前后的 响应特性曲线进行比较，对实验结果进行分析。 四 实验过程: (1)将热电偶通过桥盒与应变放大器相连， 然后与pc机连接好，组成一个完整的传感 器系统。按如图1所示方式将热电偶的两个接线端接入桥盒。 图1 热电偶与桥盒的连接 (2)pci6013——ai接线分配如图2所示，我们这里选择的是第一通道，所以连接33 号跟64号线。 图2 pci6013——ai接线分配 (3)打开labview，单击启动采集按钮，将k型热电偶迅速放进热水瓶中，待输出稳定 后保存数据然后取出热电偶冷却，然后重复多次试验，保存数据。 (4)利用所保存的数据进行系统辨识和误差修正。 五 实验数据分析 下面通过实验来进行系统辨识及其动态误差修正。 它利用不平衡电桥产生的热电势来补偿热电偶因冷端温度的变化而引起热电势的变化, 经过设计,可使电桥的不平衡电压等于因冷端温度变化引起的热电势变化而实现的自动补偿。 后接放大器来将热电偶输出的电压信号进行放大，经过数采卡进行数 据采集，最后传到计算 机处理。经实验测得几组数据，经过仿真得到如图3所示阶跃响应特 性曲线。 图3 阶跃响应特性曲线 由于初始状态不为零，所以通过一定的计算使他的初始状态变为零。如图 4所示。 图4 未加补偿前的阶跃响应图像 本 实验采用动态测量系统的时域辨识，根据上述所获 得的阶跃响应曲线可判断该系统为一阶或者二阶系统。本实验采用最 小二乘法来辨识差分方 程。 为了辨识差分方程的阶次，分别采用一阶和二阶进行辨识，通过比较 拟合误差平方和来 确定是几阶系统。调用[a,b,j]=de_id01(x,y,1)和[a,b,j]=de_id01(x,y,2)可得 一阶差分方 程的拟合误差为j =0.0016，二阶差分方程的拟合误差为j =0.0010，由 于拟合误差差距不大 且一阶系统辨识较为简单，故将待辨识差分方程的阶次设为1阶。 设离散传递函数为h1(z)=(b0+b1z-1)/(1+a1z-1)其中 a1, b1和b0为待辨 识方程的系 统参数。得到参数辨识结果为 transfer function: 1.997e-005 - 1.649e-005 z^-1 ---------------------------- 1 - 0.9993 z^-1 sampling time: 0.001 这是一个一阶低通系统，其幅频特性和相频特性 如图5 所示。 图5 原系统频响特性 由幅频特性曲线可见，原系统的工作频带是在低频 段，公称增益 应为增益下降到10%附近的公称增益的上限频率约为v10%=0.05。篇 二:热电偶测温系统实验 报告书 热电偶测温系统 实验报告书 091班 瑜、康宁 班级:铁道自动化小组成员:何俊峰、严云钧、王 鹏远、倪森 目录 一 热电偶的工作原理，补偿方法及其应用 1热电偶的工作原理 2热电偶的补偿方法 3热电偶的实际应用 二 热电偶测温系统的相关介绍 1线路原理图 2主要原件及其作用 3调试方法及其注意事项 三实验收尾及总结报告 1处理实验数据 2 实验总结 一 热电偶的工作原理，补偿方法及其应用 1热电偶的工作原理 (2)分类:(s型热电偶)铂铑10-铂热电偶 铂铑10-铂热电偶(s型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm， 允许偏差 -0.015mm，其正极(sp)的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%， 含铂为90%，负极(sn) 为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300?， 短期最高使用温度为 1600?。 s型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区 宽，使