《传感与检测技术》实验指导书.doc

《传感与检测技术》 实验指导书 潘云红，王春茹，周延周编 广东工业大学 自动化学院 2014年11月印刷 实验1 实验项目名称：温度传感器-热电偶测温实验及热电偶标定 实验项目性质：综合实验 实验计划学时：4学时 一、实验目的 1.了解热电偶的结构及测温工作原理； 2.掌握热电偶校验的基本方法； 3.学习如何定期检验热电偶误差，判断是否及格。 二、实验内容和要求 观察热电偶，了解温控电加热器工作原理； 通过对K型热电偶的测温和校验，了解热电偶的结构及测温工作原理；掌握热电偶的校验的基本方法；学习如何定期检验热电偶误差，判断是否合格。 三、实验原理： （1）由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。 图1-1 热电偶测温原理试验台 图（1-1）中T为热端，To为冷端，热电势 （2）以K分度热电偶作为标准热电偶，来校准E分度热电偶。 四、实验所需部件： K（也可选用其他分度号的热电偶）、E分度热电偶、温控电加热炉、温度传感器实验模块、数字电压表。 五、实验步骤： （1）观察热电偶结构（可旋开热电偶保护外套），了解温控电加热器工作原理。 温控器：作为热源的温度指示、控制、定温之用。温度调节方式为时间比例式，绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热，红灯亮时加热炉断电。 温度设定：拨动开关拨向“设定”位，调节设定电位器，仪表显示的温度值℃随之变化，调节至实验所需的温度时停止。然后将拨动开关扳向“测量”侧，接入热电偶控制炉温。 （注：首次设定温度不应过高，以免热惯性造成加热炉温度过冲）。 （2）首先将温度设定在50℃左右，打开加热开关，（加热电炉电源插头插入主机加热电源出插座），热电偶插入电加热炉内，K分度热电偶为标准热电偶，冷端接“测试”端，E分度热电偶接“温控”端，注意热电偶极性不能接反，而且不能断偶，万用表置毫伏档，当钮子开关倒向“温控”时测E分度热电偶的热电势，待设定炉温达到稳定时用电压表毫伏档分别测试温控（E）和测试（K）两支热电偶的热电势（直接用电压表在热电偶接线端测量，钮子开关还是保持倒向“E”分度热电偶方向）。每支热电偶至少测两次求平均值，并将结果填入表1-1。 （3）继续将炉温提高到70℃、90℃、110℃、130℃和150℃，重复上述实验，观察热电偶的测温性能，并将对应结果填入下表。。 （4）因为热电偶冷端温度不为0℃，则需对所测的热电势值进行修正 E（T，To）=E(T,t1)+E(T1,T0) 实际电动势＝ 测量所得电势 ＋ 温度修正电势 查阅热电偶分度表，上述测量与计算结果对照。 （5）校热电偶热电势与标准热电偶温度的绝对误差为，相对误差为。 六、注意事项： 1、加热炉温度请勿超过200℃，当加热开始，热电偶一定要插入炉内，否则炉温会失控，同样做其它温度实验时也需用热电偶来控制加热炉温度。 2、因为温控仪表为E分度，加热炉的温度就必须由E分度热电偶来控制，E分度热电偶必须接在面板的“温控”端。所以当钮子开关倒向“测试”方接入K分度热电偶时，数字温度表显示的温度并非为加热炉内的温度。 七、思考题 将平台上的热电偶转换开关打向左边，显示的温度值是否正确？为什么？ 表1-1 实验数据表 热电偶 被测量温度 50℃ 70℃ 90℃ 110℃ 130℃ 150℃ 标准热电偶（K） 第1次测量 第2次测量 第3次测量 平均电势 修正电势 分度表温度 被校热电偶（E） 第1次测量 第2次测量 第3次测量 平均电势 修正电势 分度表温度 两偶温度误差 绝对误差 相对误差 实验时环境温度： ℃  实验2 实验项目名称：位移传感器实验 实验项目性质：普通实验 实验计划学时：4学时 (1) 光纤位移传感器的测量 光纤传感技术是适随着光纤通信和集成光学技术而发展起来的新型传感技术。 实验目的 了解CSY2001B型传感器系统综合实验台的使用方法，掌握光纤传感器测量位移的基本原理，学会绘制输入输出特性曲线，掌握分析其线性度/灵敏度的方法。 实验内容和要求 1．学习光纤传感器测量位移的基本原理，选择相应的实验模块，进行正确的连线。 2．通过改变位移输入量，观察输出电压的变化，并绘制输入输出特性曲线。 3．基于输入输出特性曲线，计算光纤传感器的的灵敏度，并分析其线性度。 实验主要仪器设备和材料 1. CSY2001B型传感