用准稳态法测介质的导热系数和比热的实验报告(3)

2020-12-06 12:19

2. 热电偶温度传感器

热电偶结构简单,具有较高的测量准确度,测温范围为-50~1600°C,在温度测量中应用极为广泛。

由A、B两种不同的导体两端相互紧密的连接在一起,组成一个闭合回路,如图B2-2(a)所示。当两接点温度不等(T>T0)时,回路中就会产生电动势,从而形成电流,这一现象称为热电效应,回路中产生的电动势称为热电势。

上述两种不同导体的组合称为热电偶,A、B两种导体称为热电极。两个接点,一个称为工作端

T

(

)

T

(b)

图B2-2热电偶原理及接线示意图

(c)

或热端(T),测量时将它置于被测温度场中,另一个称为自由端或冷端(T0),一般要求测量过程中恒定在某一温度。

理论分析和实践证明热电偶的如下基本定律:

热电偶的热电势仅取决于热电偶的材料和两个接点的温度,而与温度沿热电极的分布以及热电极的尺寸与形状无关(热电极的材质要求均匀)。

在A、B材料组成的热电偶回路中接入第三导体C,只要引入的第三导体两端温度相同,则对回路的总热电势没有影响。在实际测温过程中,需要在回路中接入导线和测量仪表,相当于接入第三导体,常采用图B2-2(b)或B2-2(c)的接法。

热电偶的输出电压与温度并非线性关系。对于常用的热电偶,其热电势与温度的关系由热电偶特性分度表给出。测量时,若冷端温度为0℃,由测得的电压,通过对应分度表,即可查得所测的温度。若冷端温度不为零度,则通过一定的修正,也可得到温度值。在智能式测量仪表中,将有关参数输入计算程序,则可将测得的热电势直接转换为温度显示。

3. ZKY-BRDR型准稳态法比热、导热系数测定仪简介

仪器设计必须尽可能满足理论模型。而模型中的无限大平板条件通常是无法满足的,实验中总是要用有限尺寸的试件来代替。但实验表明:当试件的横向线度大于厚度的六倍以上时,可以认为传热方向只在试件的厚度方向进行。

为了精确地确定加热面的热流密度qc,利用超薄型加热器作为热源,其加热功率在整个加热面上均匀并可精确控制,加热器本身的热容可忽略不计。为了在加热器两侧得到相同的热阻,采用四个样品块的配置,可认为热流密度为功率密度的一半,如图B2-3所示。

为了精确地测出温度t和温差 t,可用两个分别放置在加热面中部和中心面中部的热电偶作为温度传感器来测量温升速率

t

和温差

t。

实验仪主要包括主机和实验装置,另有一


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