《化工仪表及自动化》实验指导书剖析.docx

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PAGE PAGE 10 实验一 实验项目名称:温度传感器—热电偶测温实验及热电偶标定 实验项目性质:综合实验 所属课程名称:化工仪表及自动化实验计划学时:2 学时 一、实验目的 了解热电偶的结构及测温工作原理; 掌握热电偶校验的基本方法; 学习如何定期检验热电偶误差,判断是否及格。二、实验内容和要求 观察热电偶,了解温控电加热器工作原理; 通过对 K 型热电偶的测温和校验,了解热电偶的结构及测温工作原理;掌握热电偶的校验的基本方法;学习如何定期检验热电偶误差,判断是否合格。 三、实验原理: 由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路,当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流,这表明电路中有电势产生,此电势即为热电势。 图 1-1 热电偶测温原理试验台 图(1-1)中 T 为热端,To 为冷端,热电势 E(?T ) ? ?  ?(T ) ? ? AB  (T ) AB o 以 K 分度热电偶作为标准热电偶来校准 E 分度热电偶。 四、实验所需部件: K(也可选用其他分度号的热电偶)、E 分度热电偶、温控电加热炉、温度传感器实验模块、数字电压表。 五、实验步骤: 观察热电偶结构(可旋开热电偶保护外套),了解温控电加热器工作原 理。 温控器:作为热源的温度指示、控制、定温之用。温度调节方式为时间比例式,绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热,红灯亮时加热炉断电。 温度设定:拨动开关拨向“设定”位,调节设定电位器,仪表显示的温度值℃ 随之变化,调节至实验所需的温度时停止。然后将拨动开关扳向“测量”侧,接入热电偶控制炉温。(注:首次设定温度不应过高,以免热惯性造成加热炉温度过冲)。 首先将温度设定在 50℃左右,打开加热开关,(加热电炉电源插头插入主机加热电源出插座),热电偶插入电加热炉内,K 分度热电偶为标准热电偶,冷端接“测试”端,E 分度热电偶接“温控”端,注意热电偶极性不能接反,而且不能断偶,万用表置毫伏档,当钮子开关倒向“温控”时测E 分度热电偶的热电势,待设定炉温达到稳定时用电压表毫伏档分别测试温控(E)和测试(K)两支热电偶的热电势(直接用电压表在热电偶接线端测量,钮子开关还是保持倒向“E”分度热电偶方向)。每支热电偶至少测两次求平均值,并将结果填入表 1-1。 (3)继续将炉温提高到 70℃、90℃、110℃、130℃和 150℃,重复上述实验,观察热电偶的测温性能,并将对应结果填入下表。。 因为热电偶冷端温度不为 0℃,则需对所测的热电势值进行修正E(T,To)=E(T,t1)+E(T1,T0) 实际电动势= 测量所得电势 + 温度修正电势查阅热电偶分度表,上述测量与计算结果对照。 校热电偶热电势与标准热电偶温度的绝对误差为?T ? T 校 ? T ,相对误 标 差为?T T ? (T ? T ) T ?100% 。 标 校 标 标 六、注意事项: 1、加热炉温度请勿超过200℃,当加热开始,热电偶一定要插入炉内,否则炉温会失控,同样做其它温度实验时也需用热电偶来控制加热炉温度。 2、因为温控仪表为E 分度,加热炉的温度就必须由E 分度热电偶来控制,E 分度热电偶必须接在面板的“温控”端。所以当钮子开关倒向“测试”方接入K 分度热电偶时,数字温度表显示的温度并非为加热炉内的温度。 七、思考题 将平台上的热电偶转换开关打向左边,显示的温度值是否正确?为什么? 答:将转换开关打向左边,指示温度是标准热电偶K 测试点温度,显示的温 度与 E 分度热电偶有差别。当转换开关转向 K 分度热电偶时,温度数字温度并非为加热炉内温度,会引起误差。 表 1-1 实验数据表 热电偶 被测量温度 50℃ 70℃ 90℃ 110℃ 130℃ 150℃ 第 1 次测量 1.5mv 2.7mv 3.9mv 5.5mv 6.8mv 8.3mv 第 2 次测量 1.5mv 2.7mv 4.1mv 5.4mv 6.8mv 8.2mv 标准热电 第 3 次测量 1.5mv 2.7mv 4.0mv 5.4mv 6.8mv 8.2mv 偶(K) 平均电势 1.50mv 2.70mv 4.00mv 5.43mv 6.80mv 8.23mv 修正电势 2.581mv 3.781mv 5.081mv 6.511mv 7.881mv 9.311mv 分度表温度 63℃ 92℃ 124℃ 159℃ 194℃ 229℃ 第 1 次测量 2.4mv 4.2mv 6.3mv 8.6mv 11.1mv 13.6mv 第 2 次测量 2.3mv 4.2mv 6.3mv 8.5mv 11.1mv 13.5mv 被校热电 第 3 次测量 2.3mv 4.2mv 6.2mv 8.5mv 11.0mv 13.5mv 偶(E) 平均电势 2.33mv 4.20mv 6.

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