中 南 大 学
仪器与自动检测 实 验 报 告
冶金科学与工程 院 系 冶金 专 业 10级试验 班 级
姓 名 陈晓晨 学 号 0505100102 同组者 席昭 等 实验日期 2013 年 3 月 28 日 指导教师
实验名称： 电热偶的校正 一、实验目的 1、掌握热电偶测温原理和温度测量系统组成，学习热电偶测温技术，提高学生的实验技能和动手能力； 2、了解热电偶的制作原理，学习热电偶的焊接方法； 3、掌握电位差计的工作原理及使用方法； 4、了解模拟式显示仪表及数字式显示仪表校验方法,从而能较全面的了解与使用显示仪表； 5、掌握工业热电偶比较式校验的实验方法； 6、掌握热电偶的静态特性测试方法及数据处理技术。 二、实验原理 使用中的热电偶由于长期受高温作用和介质的侵蚀，其热电特性会发生变化，为了保证测温的准确和可靠，热电偶应定期进行检定，若检定结果其热电势分度表的偏差超过允许的数值时，则该热电偶应引入修正值使用。如热电偶已腐蚀变质或已烧断，则应修理或更换后再行检定。 工业热电偶的检定方法有双极比较法，同名极法等多种，本实验采用双极比较法进行检定。其方法是用高一级的标准热电偶与被检偶的工作端处在同一温度下， 1
比较它们的热电势值，然后求出被检偶对分度表的偏差，然后根据表1判断被检偶是否合格，这种方法设备简单、操作方便，一次可检定多支热电偶，常受人们欢迎。采用此法检定时，将被检偶与标准偶捆绑扎在一块，工作端插入管状电炉中间的热电势值与分度表上对应点数据进行比较，求出被检热电偶的偏差值，对于镍铬-镍硅热电偶，通常在400℃，600℃，800℃，1000℃四个整百分数上进行检定。 本实验标准热电偶采用铠装镍铬-镍硅热电偶，被检偶采用的自制镍铬-镍硅热电偶，通过鉴定同时获得这种热电偶的静态特性 三、仪器及装置 1、标准镍铬—镍硅热电偶（分度号K）1支 2、被检镍铬—镍硅热电偶（自制）2支 3、UJ36型直流电位差计，0.1级（实际使用时应用0.05级）1台 4、精密数字测温仪XMTA-100 1台 5、管状电炉220V，1KW，1000℃（带温控仪） 1台 6、冰瓶（瓶中已经放入冰和水）1台 7、交流电压表，0～250V 1台 8、水银温度计，0～100℃ 1支 9、调压变压器（自耦式，（2～5）KVA） 1台 10、热电偶焊接装置 1台 四、实验步骤 （1）先求出标准偶在第一个检定点温度时的电势值。填入表2“第一次读数”栏中作为监视炉温到达第一个校验点温度时标准偶的电势值。同时将UJ36型电位差计在开关K扳向“未知”一边，将桌面上的双刀开关接通“标准偶”，将电势引入电位差计。
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（2）接通炉子供电电源，将变压器输出电压调整至200V左右使电炉开始升温，接着观察检流计指针偏转方向，并不断地调整电位差计的测量盘，使检流计保持在“0”位，以便随时监视炉子升温速度和炉温。 （3）第一个点温度为200℃，校验规程要求在检定点温度时炉温变化速度不宜太快，为此待炉温到达校验点还差0.5～0.8mV时速将炉子输入电压降至60～80伏左右。同时，将电位差计刻度盘调准到“第一次读数”值上，这时检流计指针在左边“一”方向，随着炉温继续升高，检流计指针将向“0”方向移动，一旦发现检流计回至“0”位即表示炉温已达校验点，此时立即将双倒开关扳至“被检偶”一边，读取被检偶的电势值并记入表2，然后再速将双刀开关扳回“标准偶”以便测出其电势，也将结果记入表2，至此该校验点温度下的测试工作已经完成。 （4）重新升高电炉供电电压至200伏左右，使电炉温度在300℃，400℃，500℃等检定点时，按前述方法测出被校偶在这几个检定点温度下的电势值和标准偶“第二次读数”，并将结果记入表中。
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五、实验结果及处理 实验数据记录表 检定温度（℃） 对应名义值（mV）（查表） 实验用标准偶证书给出值 （冷端为0℃） 冷端温度 mV 定记录被数据 偶 检冷端温度 mV 第一次读数修正为0℃时值（mV） 标整准理偶 后数据 平均值经修正后的值（ mV） 炉内实际温度（℃） 被检偶冷端修正为0℃时的值（mV） 被检偶的偏差（mV） 被检偶允许偏差（mV） 检定结果 12.213 300 12.088 0.008 ±0.101 合格 16.401 400 16.388 0.008 ±0.123 合格 20.643 500 20.428 0.002 ±0.155 合格 两次平均值（mV） 12.211 16.399 20.639 第二次读数修正为0℃时值（mV） 12.215 16.403 20.638 0.798 12.207 0.798 16.395 0.798 20.640 ℃ 20 20 20 读数（mV） 11.29 15.54 19.63 准第一次读数mV 偶 第二次读数mV 11.40 11.55 19.70 11.409 15.579 19.842 0.798 0.798 0.798 热电势（mV） 修正值（mV） ℃ 检标300 12.207 12.209 -0.002 20 400 16.395 16.379 -0.002 20 500 20.640 20.644 -0.004 20
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六、结果与讨论 实验相关问题 1、热电偶测量端的焊接方法有哪些？ 答：热电偶测量端焊接方法有气焊法、电弧焊法、对焊、直流氢弧焊、盐浴焊接法。 2、标准热电偶在冷端不为零度时的矫正方法？ 答：标准热电偶在实验条件下，工作端温度在规定检定点时产生的热电偶按下式 ??计算 ：E(t,to)?E(t,to)?E(to,t0) 式中：E—热电偶热电势（mV）； t —热电偶工作端温度（℃）； ?to—热电偶冷端实际温度（即恒温瓶内温度）（℃）； t0— 热电偶冷端为0℃时的温度。 3、如何判断热电偶的正负极？ 答：可以通过实验的方法判断，可在热电偶工作端加热，然后由仪表测量热电势，若读数增加，则仪表正端即为正极，另一端即为负极。 实验总结 本次实验操作较为简单，重点是对仪器的机构及使用有一定程度的了解，如电子电位差计等。其次相关标准热电偶的值得查阅，及对所需热电偶电势的静态处理，都是所要掌握的内容。
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