加热炉实验一及实验2讲义.docVIP

实验一 热电偶的校验 为了保证测温准确，凡是新使用的或是修理后复用的热电偶都应进行校验。另外，即使是正常使用的热电偶，由于在使用过程中，热端受氧化，腐蚀作用和高温下热电偶材料发生再结晶、变形等，将导致热电特性发生变化，使测温误差变大，也应该定期校验，以确定其误差大小。当其基本误差走出允许范围时，就要更换热电偶或重新焊制。对于工业热电偶，国家计量局规定，非贵金属热电偶检定周期为1～3个月，贵金属热电偶检定周期为3～6个月。 一、实验目的： 1．掌握工业热电偶校验方法，确定被校热电偶的基本误差。 2．掌握直流电位差计的正确使用。 二、实验原理 热电偶的校验是要确定热电偶的电势也温度的对应关系，校验方法很多，本实验采用“比较法”，即用被校验热电偶与标准热电偶同时去测量某一测温对象的温度，然后比较二者的示值，以确定被测热电偶的基本误差。 比较法检定热电偶的基本要求是：必须造成一个均匀的温度场，以使被校的与标准热电偶能处于同一温度；必须有足够大的温度场，以使沿热端的导热损失可以忽略。目前，常用的能造成足够大的均匀温度场的装置有：液体槽和管状炉。本实验采用的是管状炉。 三、实验设备及装置： 校验装置如图1-1所示。 （1）管状电炉，炉内应有100mm长的均温区，热电偶的热端即插在此区域内。 （2）被校验热电偶。 （3）热电偶标准，通常是标准二等或三等铂铑——铂热电偶。 （4）补偿导线，必须与所用热电偶配套。 （5）铜质导线。 （6）双刀双掷开关。 （7）电位差计：精度为0.05级。 （8）玻璃温度计：测冰水溶液温度（冷端温度）用。 （9）试管：防止各热偶冷端相碰短路。 （10）冰水混合物，要求有足够多的冰块，以保持0℃。 （11）大玻璃容器（注：当条件不具备，且精度要求不高时，冷端温度可为室温的水或大气）。 （12）自动记录仪：控制调节炉温用。 （13）EU-2型热电偶，测炉温用热电偶。 图1-1 热电偶校验装置 四、实验步骤： 1．按图1-1装置接线。热电偶放入炉中，炉口用石棉绳堵严，热电偶插入炉中的深度不小于150mm。热电偶冷端置于冰水槽中，以保持0℃。直流电位差计处于工作状态（直流电位差计原理及使用方法附于本实验后面。见《UJ-36型直流电位差计说明》）。 2．炉子通电加热。为了节省时间和减少校验工作量，根据国家规定，各种热电偶只需校验几个温度点就可以了，如表1-1。实际校验时，要求控制校验点的温度在表中所列数值的±10℃范围内。 表1-1 分度号 热电偶名称 校验点 ℃ LB-3 铂铑—铂 600 800 1000 1200 EU-2 镍铬—镍硅（铝） 400 600 800 1000 EA-2 镍铬—考铜 100 300 400 600 在400℃附近保持恒温，测量各热电偶的热电势值。 当被校热电偶三个连续数≯2℃，即可停止测量，将冷端温度及测量结果填入表1-3中。 3．在600℃，800℃重复上述实验。 五、计算被校热电偶的误差（或修正值）： 根据误差理论，每一校验点都必须在所测温度下（保温时）读取三个数据（至少如此），并以其自述平均值为该校验点的读数。 根据被测热电偶在给定点的读数与标准热电偶的相应条件下的读数差值计算被校热电偶在给定点的误差（或修正值）。 举例：现以一支三级标准的铂铑——铂热电偶校定一支工业用镍铬——镍硅热电偶。设该校验点为1000℃，此时测得的有关数据为： 镍铬——镍硅热电偶的热电势平均值为41.43mV； 标准热电偶的热电势平均值为9.558mV； 根据标准热电偶的校验证书，指出在1000℃时，修正值为-0.022mV，即此时的实测值应为9.558-0.023=9.535Mv。查表得998℃，此温度即为标准热电偶与被测热电偶热端的真实温度。又根据镍铬——镍硅热电偶平均值查表得1004℃。故此被校热电偶在1000℃时的误差为1004℃-998℃=+6℃，即修正值为-6℃。 如果在校验时，热电偶冷端为室温水或大气，必须把冷端温度各自对应的毫伏值加入到各自的平均值中，再查分度表得各自测得的温度值。 工业热电偶的允许误差范围列入表1-2中，经过校验，若误差超出允许误差范围，则热电偶不能使用。 表1-2 工业热电偶的允许误差范围 热电偶材料 允许误差范围 温度℃ 误差℃ 温度℃ 误差℃ 铂铑——铂 0～600 ±2.4 600 被测温度的±0.4% 镍铬——镍硅 0～400 ±4 400 被测温度的±0.75% 镍铬——考铜 0～300 ±4 300 被测温度的±1% 六、实验报告 1．实验原理简述； 2．实验设备（包括设备名称、型号、热电偶及补偿导线型号）、实验线路； 3．实验步骤简述； 4．实验记录及数据处理，请列入表1-3中 表1-3 实验数据记录表 校验点 ℃ 项目 40