《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》 教案 7-3 7.1.3熱電偶制作和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

熱電偶制作和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倭私鉄犭娕紲y溫原理和溫度測量系統(tǒng)的組成，學(xué)習(xí)掌握熱電偶的焊接方法。②學(xué)習(xí)校驗(yàn)熱電偶的方法。提高學(xué)生的動(dòng)手和自行設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)的能力。實(shí)驗(yàn)原理電熱偶是工業(yè)上最常用的一種測溫元件，它是由兩種不同的導(dǎo)體絲A和B，焊接組成一個(gè)閉合回路而構(gòu)成的，如1所示。A、B稱為熱偶絲，也稱熱電極。當(dāng)兩接點(diǎn)處于不同溫度時(shí)回路中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢(shì)通常稱為熱電勢(shì)。放置在被測溫度為t的介質(zhì)中的接頭，稱為工作端（熱端）；另一接頭t0成為參考端（冷端）。圖1熱電偶原理圖常用的金屬熱電偶材料有：銅-康銅(T型）（常用于-200℃到+200℃測溫）鎳鉻-康銅（E型）（常用于-200℃到+600℃測溫）鎳鉻-鎳硅或鎳鋁（K型）（常用于0℃到+1100℃測溫）熱電偶的測量端與參考端都是由兩種金屬焊接制成的。為減小傳熱誤差和滯后，焊接點(diǎn)宜小，其直徑不應(yīng)超過金屬絲直徑的2倍。焊接的方法可以采用點(diǎn)焊、對(duì)焊等，也可以把兩個(gè)熱電偶絞纏在一起再焊，稱為絞狀點(diǎn)焊，絞纏圈數(shù)宜為2～3圈。熱電偶測量端的焊接方法很多，如電弧焊，水銀焊接，鹽水焊接，錫焊等方法，焊前要消除接合處污物和絕緣漆，焊后結(jié)點(diǎn)呈小球狀，并把結(jié)點(diǎn)置于被測溫點(diǎn)。冷結(jié)點(diǎn)一般采用錫焊將熱電偶和銅導(dǎo)線相連接，相互絕緣后置于冰水混合物中。一般實(shí)驗(yàn)室所使用的熱電偶屬于非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，它的分度必須由測溫工作者自己標(biāo)定。熱電偶的標(biāo)定原理是通過熱工儀表檢定系統(tǒng)恒溫水箱（或油箱）控制和維持不同的設(shè)定溫度，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)器具（精度應(yīng)高于被檢器具）的標(biāo)準(zhǔn)溫度和被檢器具——熱電偶的實(shí)際溫度，進(jìn)而對(duì)熱電偶測試溫度進(jìn)行修正標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置圖2熱電偶校驗(yàn)系統(tǒng)圖標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)2-恒溫水浴操控面板3-恒溫水浴4—水浴加熱棒5-水浴攪拌器6-被校熱電偶7-冰桶8-高精度毫伏表實(shí)驗(yàn)步驟及方法①打開恒溫水浴，設(shè)置初始水溫為30℃。②將熱電偶線去除絕緣皮，露出熱電偶線裸絲約3～5mm，焊接熱電偶及測量導(dǎo)線，注意焊接點(diǎn)不能過大，焊接完畢后使用萬用表進(jìn)行通斷測試。③將熱電偶冷端放入預(yù)先準(zhǔn)備好的冰桶里，切記要保證冷端為0℃。④連接熱電偶測量導(dǎo)線至高精度毫伏表，打開并設(shè)置測量功能為直流電壓毫伏檔。⑤將熱電偶的測量端與標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)感溫頭捆綁在一起放人恒溫水浴中，待標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄水銀溫度計(jì)讀數(shù)及所制作熱電偶的熱電勢(shì)。⑥對(duì)照銅-銅鎳合金（康銅）熱電偶分度表將所測得熱電勢(shì)換算成溫度。⑦調(diào)節(jié)恒溫水浴設(shè)定溫度，使其每次遞增10℃（如依次達(dá)到40℃、50℃、60℃、70℃)，重復(fù)以上步驟，熱電偶冷端不變，測量不同溫度下的熱電勢(shì)，將數(shù)據(jù)填入表1中。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表1熱電偶制作及標(biāo)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)水銀溫度計(jì)讀數(shù)（℃）被校熱電偶熱電勢(shì)（mV）被校熱電偶溫度（℃）標(biāo)準(zhǔn)誤差12345實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析①以熱電偶溫度為X值，水銀溫度計(jì)讀數(shù)為Y值，利用Excel軟件擬合熱電偶修正公式，對(duì)熱電偶實(shí)測溫度進(jìn)行標(biāo)定。②分析熱電偶測試溫度產(chǎn)生誤差的