实验一-热电偶制作、校验及其静态特性测试实验(修改).doc
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1、实验一 热电偶制作、校验及其静态特性测试实验(修改) 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途实验一热电偶制作、校验及其静态特性测试实验一、实验目的1、掌握热电偶测温原理和温度测量系统组成,学习热电偶测温技术,提高学生的实验技能和动手能力;2、了解热电偶的制作原理,学习热电偶的焊接方法;3、掌握电位差计的工作原理及使用方法;4、了解模拟式显示仪表及数字式显示仪表校验方法,从而能较全面的了解与使用显示仪表;5、掌握工业热电偶比较式校验的实验方法;6、掌握热电偶的静态特性测试方法及数据处理技术.二、实验内容1、根据热电偶的测温原理,利用实验室提供的热电偶丝等材料制作热电偶,每组制作2支;2、对
2、选用的显示仪表和电位差计进行校正; 3、采用双极比较法设计热电偶校验系统电路,并对自己制作的热电偶进行校验;4、测定在校验温度点的热电偶电势,绘制被校热电偶的静态关系曲线;5、设计单点测温线路、温差测温线路、串联和并联测温线路,画出你所设计的测温线路,简述设计的测温线路的特点和用途,并进行实际的测试。三、实验原理使用中的热电偶由于长期受高温作用和介质的侵蚀,其热电特性会发生变化,为了保证测温的准确和可靠,热电偶应定期进行检定,若检定结果其热电势分度表的偏差超过允许的数值时,则该热电偶应引入修正值使用。如热电偶已腐蚀变质或已烧断,则应修理或更换后再行检定。工业热电偶的检定方法有双极比较法,同名极
3、法等多种,本实验采用双极比较法进行检定。其方法是用高一级的标准热电偶与被检偶的工作端处在同一温度下,比较它们的热电势值,然后求出被检偶对分度表的偏差,然后根据表1判断被检偶是否合格,这种方法设备简单、操作方便,一次可检定多支热电偶,常受人们欢迎。采用此法检定时,将被检偶与标准偶捆绑扎在一块,工作端插入管状电炉中间的热电势值与分度表上对应点数据进行比较,求出被检热电偶的偏差值,对于镍铬-镍硅热电偶,通常在400,600,800,1000四个整百分数上进行检定。表1 各种常用热电偶对应分度表的允许偏差热电偶名称分度号等级使用温度范围()允许偏差()新旧铂铑10铂I01001110016001+(t
4、1100)0。0037II09001.560016000。25t镍铬-镍硅I4011001。5或0。4%tII4013002。5或0.75%tIII200402.5或1.5t附注:表中t为工作端温度,允许以或以实际温度的百分数表示时,两者中采用数值较大的一个值,本试验按II等级计算。本实验标准热电偶采用铠装镍铬-镍硅热电偶,被检偶采用的自制镍铬镍硅热电偶,通过鉴定同时获得这种热电偶的静态特性(即热电偶与温度的对应关系)。我国标准热电偶传递表见附录I。四、实验装置及设备1、标准镍铬镍硅热电偶(分度号K) 1支附标准偶检定证书一份2、被检镍铬镍硅热电偶(自制) 2支3、UJ36型直流电位差计,0.
5、1级(实际使用时应用0。05级) 1台4、精密数字测温仪XMTA100 1台5、管状电炉220V,1KW,1000(带温控仪) 1台6、冰瓶(瓶中已经放入冰和水) 1台7、交流电压表,0250V 1台8、水银温度计,0100 1支9、调压变压器(自耦式,(25)KVA) 1台10、热电偶焊接装置 1台五、实验步骤1、热电偶制作。11热电偶正负极叛断电极材料的颜色、硬度、磁性等物理特征,识别热电偶的种类和正负极。12热电偶焊接、制作准备好电极材料,在老师的指导下进行焊接,套上陶瓷管和接线柱。3、对选用的模拟和数字显示仪表进行调校。4、将被检热电偶与标准偶捆扎在一起(工作端尽量靠近)后插入管状电炉
6、中心均温带,然后将热电偶的冷端(即参考端)分别插入一支小玻璃管内再放入冰瓶中(注:实验装置接线操作应预先完成)。5、为了能较好的在各规定的检定点温度下进行检定,采用标准热电偶来监视炉温,办法是预先找出标准偶在实验条件下(即冷端处于冰瓶内温度时)其工作端在检定点温度时产生的热电势值,然后在UJ36型电位差计上给出该电势值大小相等的已知电势,此时标准偶通过双刀切换与UJ36型电位差计接通后可看到检流计指针偏转到“一”边,当炉子电源接通升温后,一旦发现UJ36型电位差计指针重新回到零点,则说明炉子温度正好是到达检定点温度,这时若立即将切换开关切向被检偶一边,再迅速调整电位差计指针回零,则可测出被检偶
7、在该检点温度时的热电势大小,那么被检偶在该检定点的偏差就可求出,为此请按下述步骤操作:(1)先求出标准偶在第一个检定点温度(冷端温度为冰瓶内温度)时的电势值(求法见附录II1)。填入表2“第一次读数”栏中作为监视炉温到达第一个校验点温度时标准偶的电势值。同时将UJ36型电位差计在开关K扳向“未知”一边(注意:UJ36型电位差计必须预先调好工作电流和检流计零点,其适用方法间附录III),将桌面上的双刀开关接通“标准偶”,将电势引入电位差计.图1 热电偶检定实验装置示意图(2)接通炉子供电电源,将变压器输出电压调整至200V左右使电炉开始升温,接着观察检流计指针偏转方向(炉子升温过程中指针应向右即
8、“+方偏转),并不断地调整电位差计的测量盘,使检流计保持在“0”位,以便随时监视炉子升温速度和炉温。(3)第一个点温度为200,校验规程要求在检定点温度时炉温变化速度不宜太快(不大于0。2/分钟),为此待炉温到达校验点还差0。50。8mV时速将炉子输入电压降至6080伏左右(视校验点温度高低而定,校验点温度高时电压降低小些,反之则大些)。同时,将电位差计刻度盘调准到“第一次读数”值上,这时检流计指针在左边“一方向,随着炉温继续升高,检流计指针将向“0方向移动,一旦发现检流计回至“0”位即表示炉温已达校验点,此时立即将双倒开关扳至“被检偶”一边,读取被检偶的电势值并记入表2,然后再速将双刀开关扳
9、回“标准偶”以便测出其电势,也将结果记入表2,至此该校验点温度下的测试工作已经完成.(4)重新升高电炉供电电压至200伏左右,使电炉温度在300,400,500等检定点时,按前述方法测出被校偶在这几个检定点温度下的电势值和标准偶“第二次读数”,并将结果一一记入表2。表2 实验数据记录表检定温度()200300400500对应名义值(mV)(查表)实验用标准偶证书给出值(冷端为0)热电势(mV)修正值(mV)检定记录数据标准偶冷端温度mV第一次读数mV第二次读数mV被检偶读数(mV)冷端温度mV整理后数据标准偶第一次读数修正为0时值(mV)第二次读数修正为0时值(mV)两次平均值(mV)平均值经
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