传感器原理及应用系列实验一热电传感器—热电偶一.实验目的:观察了解热电偶的结构,熟悉热电偶的工作特性,学会查阅热电偶分度表
二.实验原理:热电偶是热电式传感器的一种,它可将温度变化转化成电势的变化,其工作原理是建立在热电效应的基础上的
即将两种不同材料的导体组成一个闭合回路,假如两个结点的温度不同,回路中将产生一定的电流(电势),其大小与材料的性质和结点的温度有关
因此只要保持冷端结点温度 t0不变,当加热另一结点时,热电偶的输出电势 E 会随温度 t 变化,通过测量此电势即可知道两端温差,从而实现温度的测量
电势 E 和温度 t 之间的关系是利用分度表的形式来表达的
分度表通常是在热电偶的冷端温度 t0=0℃条件下测得,所以在使用热电偶时,只有满足 t0=0℃的条件,才能直接使用分度表
在实际工况环境中,由于冷端温度不是 0℃而是某一温度 tn,因此在使用分度表前要对所测电动势进行修正
E (t,0) = E (t,tn) + E (tn,0) 即: 热偶电动势 = 仪表指示值 + 室温修正值式中 E (t,0)是冷端为 0℃时的热电偶的电动势,t 为热电偶的热端温度,tn为热电偶参考端(冷端)所处的温度,本实验中为室温
以 ITS-90 标准为基础的铜-康铜热电偶(T 型)的热电动势 E(mV)和温度 t(℃)的近似关系式为:E (t,0) = 0
03875 t + 3
329 × 10-5 t2三.实验所需部件:铜-康铜制成的热电偶、加热器、差动放大器、2V 数字电压表四.实验步骤:1. 调节差动放大器输出为零
开启仪器总电源并将仪器左下角的±15V 电源开关置于“开”的位置
差动放大器增益置 100 倍(顺时针方向旋到底) “+、-”输入端用实验线对地短路
输出端接数字电压表,用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线
调零后,差动放大器的两个电