热电偶测温系统的应用

广西大学实验报告

姓名：李杰 1202100532 学院：电气工程学院 热电偶测温系统的应用

指导老师：吕智林 专业：自动化

成绩：

班级：自动化123 2015年6月1日

一、实验目的

1、 熟悉用热点偶、补偿导线、冷端温度补偿器和动圈仪表构成测温系统的正确接线方

法；

2、 了解测温系统中某些环节不符合要求对测温结果造成的影响； 3、 了解自动平衡式显示仪表的结构和各组成部分的作用；

4、 熟悉用热点偶、补偿导线和电子电位差计构成的测温系统的正确接线方法。

二、实验仪器及设备

管式电炉、温度控制器、自耦变压器、冰点槽、热点偶、标准热点偶、冷端温度补偿器、补偿导线、直流电位差计、XCZ-101型动圈仪表、XWD型电子电位差计、电阻箱

三、实验内容及步骤

1、 将热点偶从保护套管中取出，观察热点偶的结构。 2、 准备工作：

图2－1 热电偶测温系统

（1）将标准热电偶和测量热电偶插入管式电炉中。为使两支热电偶感受同样的温度，应将两支热电偶热端用石棉绳捆扎在一起，推到管式电炉内腔中央，炉管口用石棉绳封堵。 （2）按图2－1连接线路，将标准热电偶的冷端置于盛有变压器油的试管中，再将试管放入内有冰水混合物的冰点槽中。

3、 热电偶配接动圈仪表测温系统的应用。

（1）调整XCZ－101型动圈仪表的机械零点，使指针指零。

（2）按图2－1连接实验测温回路。将测量热电偶的冷端置于盛有变压器油的试管中，再将试管放入冰点槽中。

（1） 调整电阻箱，使线电阻值为15Ω。

（2） 旋动温度控制指示仪表右下角的螺钉，将指示仪表的给定指针调至某个温度值上。 （3） 接通电源，调节自耦变压器，使温度控制器上的电流表指示约为6A。

（4） 当炉温达到设定温度时，用直流电位差计测量标准热电偶的热电势。与此同时，

读出XCZ－101动圈表的指示值，重复测量四次。

（5） 将测量热电偶的冷端从冰点槽中取出，重复步骤（6），将实验数据填入记录表格

内。

（6） 将测量热电偶的冷端插回冰点槽中，改变外线电阻的阻值（如改为5Ω），重复上

述步骤（6），将实验数据填入记录表格内。 4、 热电偶配接冷端温度补偿器，动圈仪表测温系统应用。

（1） 调整XCZ－101型动圈仪表的机械零点，使指针指在冷端温度补偿器规定的温度值上（0℃或20℃）。

（2） 按图2－2连接实验测温回路。 （3） 调整电阻箱，使外线电阻为15Ω。 （4） 接通电源，使电炉加温。 （5） 当炉温达到设定温度时，用直流电位差计测量标准热电偶的热电势，与此同时，读出XCZ－101动圈表的指示值，重复测量四次，将实验数据填入记录表格内。

5、 观察电子电位差计结构。将电子电位差计机芯由外壳中拉出，观察仪表的结构，

了解桥路、放大器、滑线电阻、打印记录、走纸机构的结构和工作过程。了解更换记录纸的方法。

6、 热电偶配接电子电位差计测温系统的应用

（1） 接通电子电位差计电源，观察电子电位差计的动作过程。

（2） 仪表零位调整。电子电位差计的零位调整有两种方法。一种方法是在电子电位差

计启运后，将其两输入端子短接，则电子电位差计应指示室温。如果不指室温，可改变指针在可逆电机拉线上的位置，使指针指示室温。另一种方法是在电子电位差计启运后，把两根补偿导线的一端分别与电子电位差计的正、负接线端子相接，另一端正、负极相连并插入冰点槽中，此时电子电位差计应指示零值，否则应调整指针位置。

（3） 阻尼的调整。用直流电位差计做信号源，给电子电位差计输入一个阶跃变化的毫

伏信号，观察指针的移动情况。如果指针移动速度较快，指针以示值为中心抖动一周半即停下，表明阻尼情况良好，若指针抖动不停或移动速度慢时，则调整放大器的增益，使阻尼适中。

（4） 按图2－1连接实验测温回路，热电偶通过补偿导线直接与电子电位差计接线端子

相连，即热电偶的冷端处于室温。 （5） 接通电炉电源，使电炉加温。

（6） 当炉温达到设定温度时，用直流电位差计测量标准热电偶的热电势，与此同时，

读出电子电位差计的指示值，重复测量四次，将实验数据填入记录表格内。

【实验数据及处理】 标准热电偶 热电势E（mv） 热电势E（mv） 标准温度t(mv) 仪表指示值 温度值（℃） 平均温度t’ (℃) 误差 ?t= t’-t ?t??t% t5.95 5.90 5.90 5.90 5.9125 665.35 660 650 650 650 652.5 12.85 1.93 E??E/n?(5.95?5.90?5.90?5.90)4?5.125 mv

t???t/n?(660?650?650?650)/4?652.5 ℃

查表，标准温度t=665.35 ℃

?t?665.35?652.5?12.85℃

四、思考问题

1、 在实际应用中，XCZ－101型动圈仪表的外线电阻应为是15Ω还是5Ω？

答：15Ω

2、 用热电偶测温时，其冷端温度补偿方法有哪几种？上实验中，热电偶配接动圈仪表

测温系统与热电偶配接电子电位差计测温系统各采用的是何种冷端温度补偿方法？并说明补偿原理。

答：冷端温度修正方法；校正仪表零点法；补偿电桥法；补偿热电偶法

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