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实验四K热电偶温度特性实验

1、实验目的：了解热电偶测温原理及方法和应用。

2、根本原理：K型热电偶是由镍铬-镍硅或镍铝材料制成的热电偶，偶丝直径不同，测量的

温度范围也不同。对于确定的热电偶，其温度测量范围和电动势随温度的变化曲线是确定的，

可通过查表得到。选用确定的K型热电偶，插入温度源中，把热电偶的输出端通过差分放

大，获得热电偶的电动势。记录测量电动势，通过测量热电偶输出的电动势值再查分度表得

到相应的温度值。

3、需用器件与单元：主机箱、温度源、Pt100热电阻(温度源温度控制传感器)、Ｋ热电偶(温

度特性实验传感器)、温度传感器实验模板、应变传感器实验模板(代mV发生器)。

4、原理图如下列图4.8所示

图4.8K热电偶原理图

5、实验步骤：

热电偶使用说明：热电偶由Ａ、Ｂ热电极材料及直径(偶丝直径)决定其测温范围，如Ｋ

(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶，偶丝直径3.2mm时测温范围０～1200℃，本实验用的Ｋ热电偶偶

丝直径为0.5mm，测温范围０～800℃；Ｅ(镍铬-康铜)，偶丝直径3.2mm时测温范围-200～

+750℃，实验用的Ｅ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围-200～+350℃。由于温度源温度＜

200℃，所以，所有热电偶实际测温范围＜200℃。

从热电偶的测温原理可知，热电偶测量的是测量端与参考端之间的温度差，必须保证参

考端温度为０℃时才能正确测量测量端的温度，否那么存在着参考端所处环境温度值误差。

热电偶的分度表(见附录)是定义在热电偶的参考端(冷端)为０℃时热电偶输出的热电动

势与热电偶测量端(热端)温度值的对应关系。热电偶测温时要对参考端(冷端)进展修正(补

.v.

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偿)，计算公式：E(t,t0)=E(t,t0＇)+E(t0＇,t0)

式中：E(t,t0)—热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t0=０℃时的热电势值；

E(t,t0＇)—热电偶测量温度ｔ，参考端温度为t0＇不等于０℃时的热电势值；

E(t0＇,t0)—热电偶测量端温度为t0＇，参考端温度为t0=０℃时的热电势值。

例：用一支分度号为Ｋ(镍铬-镍硅)热电偶测量温度源的温度，工作时的参考端温度

(室温)t0＇=20℃，而测得热电偶输出的热电势(经过放大器放大的信号，假设放大器的增益

ｋ=10)32.7mv，那么E(t,t0＇)=32.7mV/10=3.27mV，那么热电偶测得温度源的温度是多少呢，那么热电偶测得温度源的温度是多少呢

解：由附录Ｋ热电偶分度表查得：

E(t0＇,t0)=E(20,0)=0.798mV

已测得E(t,t0＇)=32.7mV/10=3.27mV

故E(t,t0)=E(t,t0＇)+E(t0＇,t0)=3.27mV+0.798mV=4.068mV

热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出，与4.068mV所对应的温度是100℃。

〔1〕在主机箱总电源、调节仪电源、温度源电源关闭的状态下，按图4.11示意图接线。

图4.9K型热电偶温度特性试验接线示意图

〔2〕调节温度传感器实验模板放大器的增益Ｋ=30倍：在图4.9中温度传感器实验模板

上的放大器的二输入端引线暂时不要接入。拿出应变传感器实验模板(实验一的模板)，将应

变传感器实验模板上的放大器输入端相连(短接)，应变传感器实验模板上的±15Ｖ电源插孔

与主机箱的±15Ｖ电源相应连接，合上主机箱电源开关(调节仪电源和温度源电源关闭)后调

节应变传感器实验模板上的电位器RW4(调零电位器)使放大器输出一个较大的ｍV信号，如

20mV(可用电压表2V档测量)，再将这个20mV信号(Vi)输给图30A中温度传感器实验模板

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