实验一热电偶校验.doc

南昌大学实验报告
学生姓名： 学 号： 专业班级：
实验类型：■验证 □综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：

实验一 热电偶校验
一、 实验目的与要求
1. 观察工业用热电偶的结构，获得有关的感性认识。
2. 掌握热电偶校验（或分度）的方法。
3. 应用比较法求得被校验（或分度）热电偶的毫伏—温度的关系曲线。
4. 与同类型标准化的热电偶的热电性质比较，确定在一定的测量范围内，由于热电性质的非标准可能产生的误差。
5. 熟悉电位差计的使用。
二、实验主要设备
1. 标准热电偶（镍铬—镍硅K型热电偶）；
2. UJ37直流电位差计；
3. 热电偶校验装置（ROX-07），结构如图1所示；

图1 热电偶校验装置（ROX-07）外形
装置的主体为保温管式电炉。采用电子调温与数字显示控温，在炉膛内放有均热体，将标准热电偶与被校热电偶插入均热体内（注意均热体应放在炉膛中部）。
在电控箱上设有调温旋钮、电压指示表和温控表、测温表；数显温控表作为电炉的温度控制；测温表能检测热电偶的温度指示数值。琴键开关则用来对标准热电偶与被检热电偶温度显示的转换。
二、 实验说明
1. 分度和校验
通过实验，并经过一定的数字处理，确定温度仪表的输出与温度间的关系，叫分度。
重新校核分度值正确与否，叫校验。
分度与校验又常统称为检定。
2. 热电偶检定的两种方法
⑴ 定点法：是指将温度仪表直接在国际温标规定的各点（定仪固定点和次级参考点）分度的一种分度方法，定点间温度与仪表输出量的关系根据公式进行插补。
定点法具有很高的精确度，但这种方法设备复杂，一般只使用于高级标准温度计的分度。
⑵ 比较法：是将被校温度计与高一等级的标准温度计置于同一均匀的温度场内，通过比较而进行校验（或分度）的一种方法。为此，恒温装置必须要有足够大的温度均匀区作为工作区域，而分度的准确性取决于标准温度计的精确度、恒温装置工作区的温度均匀度及装置的温度稳定度。
3. 比较法所用的标准热电偶应是标准的铂铑—铂热电偶，但在本实验中为了节约贵金属热电偶材料和防止铂铑—铂热电偶被污染，我们用事先校准过的镍铬—镍硅K型热电偶作为标准热电偶，其热电性质是已知的。
4. 比较法校验（或分度）热电偶是以标准热电偶和被校热电偶测量同一稳定对象来进行的。本实验中用校验装置中的管式检定炉作为被测对象，用高精度自动控制仪来控制炉温在各个恒定点上。
四、实验方法与步骤
1．用电源线将热电偶校验装置后面板上的插座连接。
2．用普通的热电偶做成的热电偶分别为“校1”和“校2”；将“校1”和“校2”放在管炉炉膛中心位；并将铠装热电偶接到标准端子上，另一端也放到管炉炉膛中心位。
3．把控温表档位拨到“设定”，用螺丝刀调节设定炉体加热的温度值（注意该温度值与实际温度的偏差较大，仅作参考），档位拨回到“测量”后，适当右旋恒温调节旋钮，炉体开始预热升温，当达到设定温度时，装置会自动跳闸停止炉体加热，保持炉体温度恒定。为延长炉体使用寿命，加压调节不要开得过火。因绝对稳定是不容易控制的，应在基本稳定的条件下快速测定。
4．在炉体加热的同时，准备直流电位差计的调零。K在“断开”位置时先使检流表调零；滑盘调回0位置，将K扳向“标准”位置，调节“工作电流”旋钮，使检流表归零就可以开始热电势测量；测量时，将K扳向“测量”位置，调节滑盘位置，使检流表归零，此时滑盘上的读数即为所测热电势。
5．检定顺序（读取数据）
由低温向高温逐点升温检定。
在读值过程中热电偶的温度可能还有稍许的变动，因此在一个点上的读数不能只进行一次。通常对某一温度值的读数至少三次，依次按动转换按键开关，先读标准热电偶，再读被校热电偶，这样交替进行，最后读取标准热电偶的热电势结束。每次读值应尽量按相等时间间隔进行。整个读值过程热电偶工作端（热端）的温度变化不得超过5°C，也就是对镍铬—镍硅热电偶来说大约不超过0.2mV。如果在七个读数中发现温度变化超过5°C，建议继续测试，直至5个连续的标准读数不超过5°C为止。
按同样的方法在其它校验点，再重复测试。
五、实验数据的处理
1. 实验结束后，必须及时对实验数据进行分析，舍去那些显然由于不正确的测试而得到的结果，然后对每一点的读数取平均值。
2. 根据标准热电偶热电势的算术平均值，由该标准热电偶的刻度曲线（或附的表格）来确定相对应的温度，然后作出被校验热电偶的热电性质曲线。（由画图软件做出，附在实验报告后）。
3. 由被校热电偶热电性质曲线查出在200°C、300°C、400°C时的电势值，并列成表格。查出与被校验热电偶同类型的标准热电偶在200°C、300°C、400°C时的热电势值。求出被校验热电偶的误差值。工程用的标准化镍铬—镍硅热电偶允许误差，温度不超过400°C不应超过±4°C，温度超过400°C时，温度误差值不应大于所测温度的±0.75% 。

六、实验记录
环境条件：
室温 °C ，大气压力 ，相对湿度 %
序
号

标准热电偶
被校热电偶
1
3
5
7
平 均
2
4
6
平 均
1
mV

（°C）

2
mV

（°C）

3
mV

（°C）

4
mV

（°C）

5
mV

（°C）

实验中其它情况：
校验人： ，同组人：
实验日期：

七、数据整理及总结分析
被校热电偶终值与标准热电势值表：

1
2
3
4
5
被校验热电偶热电势(mV)

标准热电偶温度(°C)

*注意：被校热电偶热电势终值=电位差计读数+环境温度下的热电势（可由附表插值得到）
标准热电偶温度由标准热电偶热电势终值根据附表插值得到温度。

（由画图软件做出，打印后贴在该位置，或整页一起打印）

热电偶分度各点与同类标准化热电偶热电性质之误差表：
温度(°C)

200°C
300°C
400°C

被校热电偶热电势(mV)

同类标准化热电偶热电势(mV)

热电势误差(mV)

被校热电偶热电势对应的温度(°C)

温度误差(°C)

被校验热电偶的基本误差：
结论：

附表

6