探究热电偶测温的实验性能

【实验目的】

了解热电偶测量温度的性能与应用范围。

【实验仪器与设备】

K型热电偶、E型热电偶、温度测量控制仪、温度源、数显单元（主控台电压表）、±15 V直流稳压电源。

【实验原理】

当2种不同的金属组成回路，如2个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应电路就可间接测得被测温度值；温度低的接点就称冷端（也称自由端），冷端可以是室温值或经补偿后的0℃和25℃。

【实验步骤】

（1）在温度测量控制仪上选择控制方式为内控方式，将K型、E型热电偶插到温度源的插孔中，K型热电偶的自由端接到温度测量控制仪上标有传感器字样的插孔中，然后将温度源的电源插头插入温度测量控制仪面板上的加热输出插孔。

（2）从主控箱上将±15 V电压接到温度模块上，并将温度模块的放大器R5、R6两端短接同时接地，打开主控箱电源开关及温度测量控制仪的开关，将模块上的V o2与主控箱数显表单元上的Vi相接。将Rw2旋至中间位置，调节Rw3使数显表显示为0。设定温度测量控制仪上的温度T=40℃。

（3）去掉R5、R6接地线及连线，将E型热电偶的自由端与温度模块的放大器R5、R6相接，同时E型热电偶的蓝色接线端子接地。观察温度测量控制仪的温度值，当温度控制在40℃时，调节Rw2，对照分度表将V o2输出调至和分度表10倍数值相当（分度表见表8.5.1）。

（4）调节温度测量控制仪的温度值T=50℃，等温度稳定后对照分度表观察数显表的电压值，若电压值超过分度表的10倍数值时，调节放大倍数Rw2，使Vo2输出与分度表10倍数值相当。(www.xing528.com)

（5）重新将温度设定值设为T=40℃，等温度稳定后对照分度表观察数显表的电压值，此时Vo2输出值是否与10倍分度表值相当，再次调节放大倍数Rw2，使其与分度表10倍数值接近。

（6）重复步骤（4）、（5）以确定放大倍数为10倍关系。记录当T=50℃时数显表的电压值。重新设定温度值为40℃+nΔt，建议Δt=5℃，n=1，…，7，每隔n读出数显表输出电压值与温度值，并记入表8.5.2中。

表8.5.1　E型热电偶分度表参考端温度：0℃

表8.5.2　E型热电偶电势（经放大）与温度数据

注：考虑到热电偶的精度及处理电路的本身误差，分度表的对应值可能有一定的偏差。

【思考与分析】

（1）用同样的实验方法，得出K型热电偶电势（经放大）与温度数据

（2）通过温度传感器的3个实验，你对各类温度传感器的使用范围有何认识？

（3）能否用Pt100设计一个直接显示摄氏温度-50～50℃的数字式温度计？利用本实验台进行实验。