热电偶测温技术.doc

大连理工大学 大学物理实验报告 院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验名称 教师评语 实验吋间 2008 年11月15日,第11周，星期 实验名称 教师评语 实验目的与要求： （1） 了解热电偶和热敏电阻测温原理； （2） 学会测量热电偶的温羌电动势； （3） 学会测量热敏电阻的温度系数； 实验原理和内容： 图5-1 实验原理： （1）热点偶：两种不同的金属或合金构成的闭合冋路（如图5?1所示）可以构成热电偶。如 果两个接触点的温度t与to不同，则可以产生热电动势，这种现象称之为热电效应。热 电动势的人小与热电偶的人小，金属导线的长短及粗细无关，所以热电偶的温度原理是 以它的热电动势与温差的单值关系为依据，在试验屮我们使热电偶一个接触点的温度为 室温，则单值关系可以化为： f ⑴=a+bf + cF... 试验屮温度变化范围并不人，我们对以近似将其取为： E（Z,/O） = a + bt （2） 热电偶的定标：在本试验屮我们用比较法对NKJ加热器屮的热电偶的热电动势（用 UJ-36a型电位差计进行测量）与工作端温度之间的关系曲线进行定标。 （3） 热敏电阻的阻值：热敬电阻对温度非常敏感，所以可以用于温度传感器。在一定温度范 围内，一个长为L,横截而积为S的热敏电阻，材料对应的系数为a。，b,其电阻可以 表示为： L}a^） L}a^）eT 、二＞ Rt b7 = a0e l （4）热敏电阻的温度系数??定义"疋注他表示了热敏阻值对温度变化率与阻值之匕 我们可以得出: 我们可以得出: 1 clRr ciT — 、=> aTR 、=> aT 2 Rt = ae' 2 Rt = ae^ => In RT = In d + 其屮Ina和b分别是该直线的截距和斜率，我们可以求出\nRT-丄曲线，将其代冋（3）屮公式， 丫 T 即可得到Rt-T\\\\线。 实验内容： （1） 组装一台“热电偶温度计”，并定标； （2） 测量热敏电阻阻值随温度变化1111线。 主要仪器设备： UJ-36a型直流电位差计、NKJ智能温控辐射式加热器，数字万用表、热电偶探头、负温度系数 热敬电阻探头、电源。 步骤与操作方法： （1） 热电偶温度计的定标： a） 将热电偶接入电位差计的“未知”端； b） 将热端探头插入NKJ智能温控辐射式加热器，从30°C?80°C每隔2°C测量一组E、t 数据； （2） 测量热敏电阻阻值随温度变化关系： a） 将热敏电阻接到数字万用表电阻插口； b） 将热端探头插入NKJ智能温控辐射式加热器，从30°C~80°C每隔2°C测量一-组R、t 数据； （3） UJ-36a型直流电位差计使用方法： a） 调节检流计零点，吧倍率开关旋到“ X0.2”，稍等片刻调节“调零”旋钮，使检流计 指针指零； b） 将开关K扳向标准，通过Rp旋钮调节电流，使检流计指零； c） 未知电动势：将开关K扳向“未知”，调节滑线读数盘（0?10mV）,使检流计指零， 若不够用则调节步进读数盘（10~110mV）,使检流计指零，则电动势为E=（步进读 数+滑线读数）X0.2 d） 注意：每次测量前要核对工作电流，重复调零。在调零过程屮，应该将开关“K”进行 短帮接触进行观察。 数据记录: 表1热电偶温度计定标数据记录表 t(°C) 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 E(mV) t (°C) 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 E(mV) t (°C) 70 72 74 76 78 80 E(mV) 表2热敏电阻Rt-t数据记录表 t (°C) 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 R (Q) t (°C ) 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 R (Q) t (°C) 70 72 74 76 78 80 R (Q) 数据记录与处理： 热电偶定标对应数据 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 T/°C 30.1 37.3 39.3 44.5 51.1 55.7 60.8 65.7 69.8 75 79.5 Ul/mV 1.20 4.15 4.65 5.30 8.91 10.19 12.01 13.90 14.99 17.75 18.19 Ul*0.2 0.24 0.83 0.93 1.06 1.782 2.038 2.402 2.78 2.998 3.55 3.638 热电偶定标曲线 热电偶定标曲线 U/mV y 二 0. 0706x - 1.8836 T/°C 经过Excel图表计算，并进行线性冋归 得到热电偶电压关于温度的关系方程为 ￡ = -1.8836 + 0