热电偶测温性能实验报告Word格式.docx

1、时，调节,w2，对照分度表将,o2输出调至和分度表10倍数值相当（分度表见下面）。4.调节温度仪表的温度值,?，等温度稳定后，对照分度表观察数显表的电压值，若,o2输出值超过10倍分度表值时，调节放大倍数,w2，使,o2输出与分度表10倍数值相当。5.重新将温度设定值为,? 6.重复4、,步骤以确定放大倍数为10倍关系。记录当,?时数显表的电压值，重新设定温度值为,?+,?T，建议?T,?，N为,，每隔,读出数显电压表的数值与温度值，并记如下表中。,型热电偶分度表 参考端温度,?整10度uV值 小组成员:苏芳（110415248） 李颂（110415218） 康书娟（110415237） 篇二

2、:热电偶测温系统实验报告书 热电偶测温系统 实验报告书 091班 瑜、康宁 班级:铁道自动化小组成员:何俊峰、严云钧、王鹏远、倪森 一 热电偶的工作原理，补偿方法及其应用 1热电偶的工作原理 2热电偶的补偿方法 3热电偶的实际应用 二 热电偶测温系统的相关介绍 1线路原理图 2主要原件及其作用 3调试方法及其注意事项 三实验收尾及总结报告 1处理实验数据 2 实验总结 一 热电偶的工作原理，补偿方法及其应用 1热电偶的工作原理 （1）概况:热电偶是一种感温元件,热电偶的工作原理这就要从热电偶测温原理说起。一次仪表，直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表（二次仪表）转换成被测

3、介质温度。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0?时的条件下得到不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶回路中接入第三种金属资料时,只要该资料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将坚持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可

4、知道被测介质的温度。 B热电偶工作原理: 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，回路中就会发生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度丈量的其中，直接用作丈量介质温度的一端叫做工作端（也称为丈量端）另一端叫做冷端（也称为弥补端）冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器，将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度 （2）分类:（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶 铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm

5、，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300?，短期最高使用温度为1600?S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。S型热电偶不足之处是热电势，热

6、电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。（R型热电偶）铂铑13-铂热电偶 铂铑13-铂热电偶（R型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300?R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于R型热电偶的综合性能与S 型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的测温有

7、所应用外，国内测温很少采用。1967年至1971年间，英国NPL，美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究，其结果表明，R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好，我国目前尚未开展这方面的研究。R型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。（B型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶 铂铑30-铂铑6热电偶（B型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（BP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电

8、偶。该热电偶长期最高使用温度为1600?，短期最高使用温度为1800?B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿，因为在050?范围内热电势小于3V。B型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。（K型热电偶）镍铬-镍硅热电偶 镍铬-镍硅热电偶（K型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。正极（KP）

9、的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10，负极（KN）的名义化学成分为:Si=97:3，其使用温度为-2001300?K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。（N型热电偶）镍铬硅-镍硅热电偶 镍铬硅-镍硅热电偶（N型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶，是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了K型热电偶的两个重要缺点:K型热电偶在300500?间由于镍铬合金的晶格短程

10、有序而引起的热电动势不稳定;在800?左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极（NP）的名义化学成分为:Cr:Si=84.4:14.2:1.4，负极（NN）的名义化学成分为:Si:Mg=95.5:4.4:0.1，其使用温度为-2001300?N型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于K型热电偶,是一种很有发展前途的热电偶. N型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。（E型热电偶）镍铬-铜镍热电偶 镍铬-铜镍热电偶（E型热电偶）又称镍

11、铬-康铜热电偶，也是一种廉金属的热电偶，正极（EP）为:镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为:55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。该热电偶的使用温度为-200900?E型热电偶热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。E热电偶还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为用户采用。E型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性气氛中，热电势均匀性较差。（J型热电偶）铁-铜镍热电偶 铁-铜镍热电偶（J型热电偶）

12、又称铁-康铜热电偶，也是一种价格低廉的廉金属的热电偶。它的正极（JP）的名义化学成分为纯铁，负极（JN）为铜镍合金，常被含糊地称之为康铜，其名义化学成分为:55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的锰，钴，铁等元素，尽管它叫康铜，但不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜，故不能用EN和TN来替换。铁-康铜热电偶的覆盖测量温区为-2001200?，但通常使用的温度范围为0750?J型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点,广为用户所采用。J型热电偶可用于真空，氧化，还原和惰性气氛中，但正极铁在高温下氧化较快，故使用温度受到限制，也不能直接无保护地在高温下用于硫

13、化气氛中。（T型热电偶）铜-铜镍热电偶 铜-铜镍热电偶（T型热电偶）又称铜-康铜热电偶，也是一种最佳的测量低温的廉金属的热电偶。它的正极（TP）是纯铜，负极（TN）为铜镍合金，常之为康铜，它与镍铬-康铜的康铜EN通用，与铁-康铜的康铜JN不能通用，尽管它们都叫康铜，铜-铜镍热电偶的盖测量温区为-200350?T型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点,特别在-2000?温区内使用，稳定性更好，年稳定性可小于?3V，经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。T型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差，故使用温度上限受到限制 2 热电偶的补偿 1. 补偿导线的

14、选择 补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20,100?,宽范围的为-25,200?普通级误差为?2.5?,精密级为?1.5?2. 接点连接 篇三:热电偶实验报告 热电偶辨识实验 一 实验目的:通过对热电偶的辨识，并对辨识结果进行动态误差修正，掌握系统辨识方法中的时域辨 识方法和对测量结果的动态误差修正方法，了解动态误差修正在实际生活中的应用。二 实验器材:热电偶一个，应变放大器一台，桥盒一个，数采模块，pc机一台。三 实验原理: 本实验是基于热电偶测温的工作原理所做，即:热电

15、偶是由两种不同成 份的材质导体组成闭合回路， 当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之 间就存在电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应（seebeck effect）。两种不同成份 的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处 于某个恒定的温度下。读出热端的电动势，然后根据热电动势与温度的函数关系可得出当前 的温度值。当我们将热电偶放入热水中，由于温度的变化，产生一个阶跃信号，通过图形确 定系统是几阶系统，然后对模型进行辨识，并对测量结果进行动态误差修正，将修正前后的 响应特性曲线进行比较，对实验结果进行分析。四 实验过程:（1）将热电偶通过桥

16、盒与应变放大器相连， 然后与pc机连接好，组成一个完整的传感 器系统。按如图1所示方式将热电偶的两个接线端接入桥盒。 图1 热电偶与桥盒的连接 （2）pci6013ai接线分配如图2所示，我们这里选择的是第一通道，所以连接33 号跟64号线。 图2 pci6013ai接线分配 （3）打开labview，单击启动采集按钮，将k型热电偶迅速放进热水瓶中，待输出稳定 后保存数据然后取出热电偶冷却，然后重复多次试验，保存数据。（4）利用所保存的数据进行系统辨识和误差修正。五 实验数据分析 下面通过实验来进行系统辨识及其动态误差修正。 它利用不平衡电桥产生的热电势来补偿热电偶因冷端温度的变化而引起热电势

17、的变化, 经过设计,可使电桥的不平衡电压等于因冷端温度变化引起的热电势变化而实现的自动补偿。后接放大器来将热电偶输出的电压信号进行放大，经过数采卡进行数据采集，最后传到计算 机处理。经实验测得几组数据，经过仿真得到如图3所示阶跃响应特性曲线。图3阶跃响应特性曲线由于初始状态不为零，所以通过一定的计算使他的初始状态变为零。如图4所示。 图4 未加补偿前的阶跃响应图像 本实验采用动态测量系统的时域辨识，根据上述所获 得的阶跃响应曲线可判断该系统为一阶或者二阶系统。本实验采用最小二乘法来辨识差分方 程。为了辨识差分方程的阶次，分别采用一阶和二阶进行辨识，通过比较拟合误差平方和来 确定是几阶系统。调用

18、a,b,j=de_id01（x,y,1）和a,b,j=de_id01（x,y,2）可得一阶差分方 程的拟合误差为j =0.0016，二阶差分方程的拟合误差为j =0.0010，由于拟合误差差距不大 且一阶系统辨识较为简单，故将待辨识差分方程的阶次设为1阶。 设离散传递函数为h1（z）=（b0+b1z-1）/（1+a1z-1）其中 a1, b1和b0为待辨识方程的系 统参数。得到参数辨识结果为transfer function:1.997e-005 - 1.649e-005 z1- 1 - 0.9993 z1 sampling time: 0.001 这是一个一阶低通系统，其幅频特性和相频特性如

19、图5 所示。 图5 原系统频响特性 由幅频特性曲线可见，原系统的工作频带是在低频段，公称增益 应为增益下降到10%附近的公称增益的上限频率约为v10%=0.05。热电偶测温系统实验 报告书 热电偶测温系统 实验报告书091班 何俊峰、严云钧、王鹏远、倪森 目录 一 热电偶的工作原理，补偿方法及其应用 1热电偶的工作原理 2热电偶的补偿方法 二 热电偶测温系统的相关介绍 1线路原理图2主要原件及其作用 3调试方法及其注意事项 三实验收尾及总结报告1处理实验数据 一 热电偶的工作原理，补偿方法及其应用1热电偶的工作原理 （s型热电偶）铂铑10-铂热电偶 铂铑10-铂热电偶（s型热电偶）为贵金属热电

20、偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差 -0.015mm，其正极（sp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（sn） 为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。，短期最高使用温度为 1600?s型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等 优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和 惰性气氛中。由于s型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的s型热电偶，长期 以来曾作为国际温标的内插仪器，“its-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国 际温度咨询委员会（cct）认为s型热电偶仍可用于近似实现国际温标

21、。 s型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污 染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。 （r型热电偶）铂铑13-铂热电偶 铂铑13-铂热电偶（r型热电偶）为贵金属热电偶。-0.015mm，其正极（rp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（rn） 为纯铂，长期最高使用温度为1300? r型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等 其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰 性气氛中。由于r型热电偶的综合性能与s 型热电偶相当，在我国一直难于推广，除在进口设备上的

22、测温有所应用外，国内测温很 少采用。1967年至1971年间，英国npl，美国nbs和加拿大c三大研究机构进行了一项合 作研究，其结果表明，r型热电偶的稳定性和复现性比s型热电偶均好，我国目前尚未开展 这方面的研究。r型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污 （b型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶 铂铑30-铂铑6热电偶（b型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏 差-0.015mm，其正极（bp）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极 （bn）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电偶。， 短期最高使用温度为1800

23、?b型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长， 测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性 气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。b型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补 偿，因为在050?范围内热电势小于3v。 b型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污 （k型热电偶）镍铬-镍硅热电偶镍铬-镍硅热电偶（k型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶 的总和。正极（kp）的名义化学成分为:ni:cr=90:10，负极（kn）的名义化学成分为:si=97:k型热电偶具有线性度好

24、，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性 能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。 k型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也 不推荐用于弱氧化气氛中。 （n型热电偶）镍铬硅-镍硅热电偶 镍铬硅-镍硅热电偶（n型热电偶）为廉金属热电偶，是一种最新国际标准化的热电偶， 是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了k型热电偶的两个重要缺点:k 型热电偶在300500?左 右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极（np）的名义化学成分为:cr:si=84.4:1.4，负极（nn）的名义化学成分为:si:mg=95.5:0.1

25、，其使用 温度为-2001300?n型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化 性能强，价格便宜，不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于k型热电偶,是一种很有发 展前途的热电偶. n型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也 （e型热电偶）镍铬-铜镍热电偶镍铬-铜镍热电偶（e型热电偶）又称镍铬-康铜热电偶，也是一种廉金属的热电偶，正 极（ep）为:镍铬10合金，化学成分与kp相同，负极（en）为铜镍合金，名义化学成分为: e型热电偶热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的 温度变化。e热电偶还具有稳定

26、性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气 氛中，广泛为用户采用。e型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性气氛中，热电势均匀性较差。 （j型热电偶）铁-铜镍热电偶铁-铜镍热电偶（j型热电偶）又称铁-康铜热电偶，也是一种价格低廉的廉金属的热电 偶。它的正极（jp）的名义化学成分为纯铁，负极（jn）为铜镍合金，常被含糊地称之为康 铜，其名义化学成分为:55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的锰，钴，铁等元素，尽管 它叫康铜，但不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜，故不能用en和tn来替换。铁-康铜热电偶 的覆盖测量温区为-2001200? j型热电偶具有线性度

27、好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便 宜等优点,广为用户所采用。j型热电偶可用于真空，氧化，还原和惰性气氛中，但正极铁在高温下氧化较快，故使 用温度受到限制，也不能直接无保护地在高温下用于硫化气氛中。 （t型热电偶）铜-铜镍热电偶铜-铜镍热电偶（t型热电偶）又称铜-康铜热电偶，也是一种最佳的测量低温的廉金属 的热电偶。它的正极（tp）是纯铜，负极（tn）为铜镍合金，常之为康铜，它与镍铬-康铜的 康铜en通用，与铁-康铜的康铜jn不能通用，尽管它们都叫康铜，铜-铜镍热电偶的盖测量 温区为-200350?t型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便 宜等优点,特别在-2000?3v，经低温检定可 作为二等标准进行低温量值传递。t型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差，故使用温度上限受到限制2 热电偶的补偿 例如,k型偶应 该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。, 宽范围的为-25,200?,精 密级为?2. 接点连接篇三:实验报告样板