热电偶校验实验精选课件.ppt

1,第三章 热电偶温度计检定,热电偶在使用过程中，热端受氧化、腐蚀和在高温下热电偶材质的再结晶，使热电特性发生变化，而使测量误差越来越大。为了使温度的测量能保证一定的精度，热电偶必须定期进行校验，以测出热电势变化的情况。当其变化超出规定的误差范围时，可以更换热电偶丝或把原来热电偶的热端剪去一段，重新焊接后加以使用。在使用时还必须重新进行校验。校验热电偶的方法有3种，即双极法(直接比较法)、单极法(同名极法)和微差法。,2,第三章 热电偶温度计检定,对于检定合格的标准热电偶要给出分度公式，工业热电偶只需检定是否合格，检定规程中并未给出分度方法。但实际工作如能给出工业热电偶的分度公式，就能在生产实践中进行有效的补偿工作，使热电偶的测温示值更可靠。尝试用标准热电偶的分度方法分度工业用热电偶，经实验验证这种方法是可行的。 经科学研究证明，各种标准热电偶其热电势与温度之间的关系，可用下式表示。,3,第三章 热电偶温度计检定,不同的热电偶，其n值不同。对于k型热电偶，热电势与温度的关系n可以到7次。 如果用上面高次多项式直接计算，多次多项式要有多个分度点不仅检定工作量要成倍增长，而且计算的工作量更要大大地增加，这在实际工作中是行不通的。近年来，生产的各种型号热电偶在每种型号热电偶内部热电偶之间的热电势之差较小，并是温度的简单函数。在每种类型的热电偶中选择一支典型热电偶的热电势和温度的关系作为参考函数。,4,第三章 热电偶温度计检定,参考函数记做Er(t)；任支被检热电偶的热电势为E(t)，考虑差值 E(t)=E(t)Er(t)，这是什么误差？E(t)可以用简单的函数表示，精确度可满足实际工作的需要。每种热电偶的Er(t)值在检定规程中已给出。E(t)可用温度的低次多项式表示（一般二次就已经足够，那么我们检定三个点可以确定二次多项式系数）,5,第三章 热电偶温度计检定,注意：这里的参考函数Er(t) 不是代表某型号热电偶的具体分度关系，而是某种热电偶的分度参数关系。 换句话说： 某只标准热电偶的Er(t)并不能直接用于计算温度，只是为其分度时提供一些参考，较少的检定点就可以完成检定。 对于工业热电偶，由于其精度要求较低，可以将Er(t) 直接用于计算温度。当测得某工业热电偶的热电势E(t)时，直接将其作为 Er(t) 计算t。,6,第三章 热电偶温度计检定,分度步骤： 1、给定一系列的温度检定点 （一般为三个已知温度t1,t2,t3） 2、测量分度热电偶的热电势E（t1） E（t2） E（t3） 3、求解三个电势差值： E（t1）= E（t1）- Er（t1） 4、 E（t1）a+bt1+bt12 5、求解方程组，解得a,b,c 6、得到新的E(t)-t的分度表,7,第三章 热电偶温度计检定,1双极法 标准和被校热电偶直接进行比较的方法称双极法，其优点是：方法简单，操作方便；不同型号的热电偶可以住同一炉内校验；热电偶测量端在炉内同一等温面上可以不捆扎；测量次数少，一般24次即可。其缺点是：要求热电偶自由端温度为0 ，否则应进行修正；当标准与被校热电偶型号不同时，由于同一温度下热电势的差异很大，操作时应特别注意检流计不被损坏；因炉温度变化直接影响校验准确度，所以对炉温控制要求特别严格(读数一次循环，对校验工业热电偶而言，炉温变化不应超过l)。,8,第三章 热电偶温度计检定,9,所谓双极法，是通过转换开关将标准热电偶与被检热电偶分别切换到与直流电位差计(或其他等精度的电测设备)接通的位置，读取各自热电势测量值进行相应的数据处理。读值方法为：标准 被检1 被检2 被检3被检2被检1标准？,10,用双极比较法检定时，被检热电偶在各检定点的热电动势et被检可用下式计算,为被检热电偶和标准热电偶在检定点附近测得的热电动势的算术平均值？。,分别为标准热 偶和被检热电偶在温度t时的微分热电动势（电势变化率），也称赛贝克系数，已知值，如果型号相同，二者可以认为相同。,11,第三章 热电偶温度计检定,检定结果用相应检定方法的数据处理方法处理后，将实际检定温度下的热电动势修正到裣定规程要求的检定温度下的热电动势， 判断其是否合格，可采用以下方法,式中， t被检热电偶相对于分度表的偏差值，用来判断热电偶是否合格，lt l应满足|t| d (d是最大允许偏差，规程给出)e被检热电偶在各检定点相对于分度表的热电势偏差.,12,第三章 热电偶温度计检定,检定步骤： 1、确定被检定热电偶与标准热电偶捆扎在一起。测量端必须靠近。冷端温度必须一致，最好为0度，否则进行补偿。 2、调节炉温，到达检定温度点。在检定过程中，必须保证炉温的温度稳定，一般不超过0.5度。 3、依次读出各个热电偶电势，注意读数顺序。 4、由于炉温温度并不准确，需要计算真正检定温度点处电势，计算得到。,13,第三章 热电偶温度计检定,检定步骤： 5、对于标准热电偶需要重复几个温度点的测量。 6、计算E（ti），及其系数。 7、对于工业热电偶，计算其偏差是否合格。,14,第三章 热电偶温度计检定,检定步骤： 使用的检定工具：管形电炉：要求：标准热电偶：电位差计；检流计：被检热电偶：相应补偿导线：,15,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：管形电炉：要求：温度场均匀，温度波动小，温度可控。,16,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：管形电炉：温度可控。,17,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：管形电炉：温度可控。,18,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：管形电炉：温度可控。,19,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：两个热电偶在电炉中的安装方式：,20,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：两个热电偶在电炉中的安装方式：补偿导线的使用：注意事项：,21,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：冷端处理方式：,22,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：冷端处理方式：,23,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：电势测量：电子电位差计：原理：,24,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：电势测量：电子电位差计：原理：,这是一种在实验室中精确测量直流电压的仪表，也可用来测热电偶的热电压以精确求被测温度。它采用了直流电压平衡原理。电位差计产生一个可凋的已知电压与被测电压比较，调整电位差计的输出电压使其与被测电压相等，使系统处于平衡状态，由电位差计产生的已知电压即可知被测电压的大小。,25,第三章 热电偶温度计检定,使用的检定工具：电势测量：电子电位差计：原理：,整个仪表的线路可看成由电源回路、测量回路与电流标准化回路三部分组成。,26,在使用仪表前先把电流调整到要求的(标准值），即使用电流标准化回路(或称电流整定回路)。其由标准电阻RB，电势为EB的标准电池及检流计组成。当切换开关s切换到“标”位置时即可作电流整定工作 标准电池的电势EB与工作电流在标准电阻RB上的电压降是两个方向相反的电压，两个电压在回路中比较，调节R1如两者相等，检流计为零,27,测量时，将开关打到“测”，调节滑线变阻器C，使得检流计为零，根据滑线变阻器C的值即可知道被测电压的值。特点： 测量回路电阻(包括连接导线电阻大小）不影响测量结果。而且检流计的精确度也不影响测量精确度，只要它在零位附近有足够高的灵敏度即可。以上两点决定了手动电位差计有很高的精确度。它的不足之处是必须有人参与判断与操作，不能连续自动测量，因此只能用在实验室中。,28,步骤：机械调零 工作电流标准化，检流计调零 测量电势，检流计调零器件：标准电源，工作电源，标准电阻，可调电阻，检流计,29,30,31,32,33,在20摄氏度时提供1.018v的标准电压，如果环境温度不是20摄氏度时，需要修正，修正公式可以从说明书上查得。然后将修正值在电位差计刻度盘上补偿。,34,35,36,37,38,工作电流标准化：开关标准，先按下“粗”调节旋钮使得检流计光栅处于零点处，再“细”，进行同样得步骤。,39,测量标准热电偶：开关未知1，先按下“粗”调节旋钮使得检流计光栅处于零点处，再“细”，进行同样得步骤。,40,测量标准热电偶：开关未知1，先按下“粗”调节旋钮使得检流计光栅处于零点处，再“细”，进行同样得步骤。,41,为了能很快平衡，先查一下热电偶得大概电势值，输入。,42,43,