实验报告
实验名称：热电偶制作与标定 姓名 ；
学号 ；
专业 ：建筑环境与设备工程 班级 ;一班
实验日期；2011年12月
同组人 ；王尚、陶宁、罗杨、贾东阳、 叶志兵、顾磊
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热电偶制作与标定实验
一、实验目的
1、学习校验热电偶的方法。
2、学会焊接铜—康铜热电偶的方法，并学会热电偶的标定 3、正确掌握检测热电偶的外观。 4、学会常用热电偶分度表的使用。
二、实验基本原理
1. 热电偶温度计工作原理
测温用的温度计大致可以分为下列五类：膨胀式温度计（如水银温度计）、压力表式温度计（如充氮气温度计）、电阻温度计（如铂电阻温度计），热电偶温度计（如铂铑 10 —铂热电偶、镍铬—镍硅热电偶）、辐射式温度计（如光学高温计）。其中热电偶温度计由于在测温中有较高的准确度，所以在工农业生产和科研工作中都广泛地使用。
热电偶由两种不同性质金属线或合金丝 A 与 B ，连接组成一个闭合回路称之为热电偶，如图 1 所示。 A 、 B 叫做热电极。如果使两个接点 1 、 2 处于不同的温度，回路中就会产生热电势 E ，这一现象称为热电效应，热电偶就是基于这一效应来测量温度的。
（图1）
在图 1 所示的热电偶的闭合回路中所产生的热电势 EAB只与热电偶的两种材料的性质和两端的温度有关，与金属丝的长度、截面大小无关。当热电偶材料一定时，则热电势 EAB就只与热电偶两端温度t和t0有关，即 EAB＝（t，t0）如果参考端（又称冷端）的温度t0保持不变，则两端之间热电势 E12 的大小就可以用来表示测量端（又称热端）1的温度高低。通常将热电偶的冷端放在装有冰水共存的保温瓶中，使其t0 恒温于0℃ 。
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2、热电偶的制作
热电偶的测量端与参考端都是由两种金属焊接制成的。为减小传热误差和滞后，焊接点宜小，其直径应不超过两倍金属丝的直径。焊接的方法可以采用点焊、对焊，如图 2a和b所示。也可以把两个热电偶绞缠在一起再焊，称为绞状点焊，如图 2c 所示，但绞缠圈数不宜超过 2-3 圈。
热电偶的两热电极要很好地绝缘，以防短路。如果热电偶地金属是裸线，通常都要用绝缘管套在导线上进行绝缘，聚乙烯或聚四氟乙烯都是在常温范围内采用绝缘管材料。
热电极的极性是这样确定的，测量端失去电子的热电极为正极，得到电子的热电极为负极。在热电势符号EAB (t，t0 ) 中规定列在首位的是正极，列在第二位的是负极。如铜—康铜热电偶，正极是铜，负极是康铜；又始铂铑 10 —铂热电偶，正极是铂铑合金，负极是纯铂
3、热电偶的标定
本实验采用比较法进行标定，.标准铂铑-铂热电偶与被测热电偶捆扎起来， 放入管式加热炉中心， 为了确保标准热电偶与被测热电偶的测量端的温度尽量相同，加热炉高温区域内放有钻孔的耐高温镍块套。
双极性比较法实验装置如图所示。此方法直接测量标准热电偶与被测热电偶的热电势，通过比较、换算，最后确定被测热电偶的示值。 此方法的优点是测量直观，被测热电偶和标准热电偶可以是不同的类型；其缺点是对炉温的稳定性要求较高，为此，本实验附有一套炉温控制器，以稳定的检定炉内的温度，确保在一个温度校验点的测量时间内，检定炉内温度变化不超过±0.5℃。否则将带来较大的测量误差。
三、实验步骤
1.先将热电偶材料上的绝缘漆用零号纱纸擦去，然后将端部扭成铰链状，浸入氯化钠溶液杯中通电焊接，电压一般不宜过高，大致在 100 伏左右。焊接电压的大小可用调压变压器来调节，直
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至出电火花，使两种金属材料的端部焊牢并形成一个小圆球。
2.将焊接完善的热电偶接入标定装置中去（参考图 3）。然后将测量端置于恒温热源处，此时恒热源中应插一支标准水银温度计，以便读取恒温热源的确切温度，与此同时读取热电势的 mv 数值。
3.改变恒温热源的温度，并重复实验步骤 2 的工作，使测量端的温度从室温起每隔一定温度改变一次。总的点数最好不少于 5 ，将每一次的热源温度数值和毫伏数值记录下来。
四、实验设备
实验设备如图所示：由高温电阻炉、智能温度控制仪、交流供电调压器、UJ33a电位差计、铜一康铜热电偶、高精度温度计等组成。
（图3）
四、热电偶标定
1、热电偶标定前必须进行外观检查、检查焊接点是否光滑、牢固、热电极是否变脆、变色、发黑，严重腐蚀等。
常用热电偶标定点温度 表1
2、热电偶标定采用比较法。可按表1中所列温度进行标定。本实验的被标定电偶为铜-康铜热电偶。用被标定热电偶在0-300℃温度区间与标准热电偶相比较，用电位差计测出热电偶的热电势。
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3、标定时将热电偶的热端插入炉内150～300mm，该范围内温度均匀，一般读数时要求温度稳定（温度变化小于0.2℃/min），电位差计为0.05级以上。将标准热电偶与被标定热电偶的热端用金属丝绑扎在一起（也可不绑扎）；插孔用绝热材料（石棉布）堵严保温（使用小孔时可不堵）。各热电偶的冷端置于冰点槽8中以保持0℃。 4、按电位差计使用说明将各导线接入系统后，依次改变管式电炉的温度设定值，记录热电偶输出毫伏电势，并比较两个热电偶确定。。
四、注意事项
1、实验之前应将加热主体加入适量的水或油。
2、工作环境应无强磁场，温度 0~35℃，相对湿度不大于 85%。
3、注意：采用高精度玻璃温度计测量温度，注意温度测量范围，以免导致温度计损毁。恒温水槽温度低于25℃时，采用 0－25℃范围的标准玻璃温度计；当恒温水槽温度在25~50℃之间时，采用25－50℃范围的标准玻璃温度计。当恒温水槽温度在50~75℃之间时，采用50－75℃范围的标准玻璃温度计。当恒温水槽温度在75~100℃之间时，采用75－100℃范围的标准玻璃温度计。
4、当水槽温度比较高的时候，注意防止烫伤。 5、防止水槽的水溅出影响其他电气设备。
五、实验原始数据及处理：
列表给出热电偶的标定结果，并绘制曲线。
设定炉温室（℃）≈ 温tf 炉内标准温度 t（℃） 实测 E (t , t f ) （mV） 计算 E(t,0) （mv） 查表值 E(t,0) （mv） △（查表值－ 测算值） 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350
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