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实验二 铂电阻和热电偶测温性能实验 实验目的：了解热电阻和热电偶测量温度的特性与应用。 基本原理： 热电阻测温原理：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用的热电阻有铂电阻和铜电阻。铂电阻在0－630.74℃以内测温时，电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro (1+At+Bt2)，其中，Ro是温度为0℃时的电阻。本实验Ro＝100Ω。A＝3.9684×10－2／℃，B＝－5.847×10－7／℃2，铂电阻采用三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。 热电偶测温原理：两种不同的导体或半导体组成闭合回路，当两接点分别置于两不同温度时，在回路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象就是热电效应。热电偶就是基于热电效应工作的。温度高的接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。 需用器件与单元： ① CSY-2000控制台上的：mV表、温度控制仪、直流稳压源+2V，+5V；② 实验桌上的：温度源、热电偶（K型或E型）、Pt100热电阻、万用表、温度传感器实验模板、连接导线。 实验步骤及说明： (1)设置温度控制仪的各项参数并测量环境温度：用万用表欧姆档测出Pt100热电阻三根线，并将它的三个端点与主控台上的Pt100三个端点相连（一一对应）。打开主控台上的电源开关、温度开关，温度控制仪开始工作。根据附录一的说明，按下表设定温度控制仪的某些参数值，其余参数按附录一设置。参数设置完成后，PV显示的温度即为环境温度，记录到表4-1中。 参数名称 SV AL-1 P I D AT Pb 数值 0 160 50 120 10 OFF 0 注意：测量环境温度时，热电阻不要插入温度源。 （2）连接电路：关闭主控台上的温度开关、电源开关，开始连接电路。将温度源上的Pt100三个端点与主控台上的Pt100三个端点相连（一一对应），作为标准温度读数。将温度源上的风扇电源24V与主控台上风扇源的24V相连。将主控台稳压电源“＋5V”与mV表的“＋5V”相连，“－”与“－”相连（注意极性不要接错）。将热电偶（K型或E型）两端导线连接到主控台上的mV表输入端。用万用表欧姆档测出Pt100三根线，其中短接的二根线都接到温度传感器实验模板的b端，另一根接到a端（参见下图，Rt两端的a、b），并在端点a与地之间加直流源2V这样Rt与R3、R1、Rw1、R4组成平衡电桥。 图4-1 铂电阻测温特性实验 （3）调整零点：打开主控台上的电源开关，若mV表不为零，则存在初始偏差，记录此时的数值到表4-1。用万用表测量上图中的△U，调RW1使电桥平衡即△U＝0mV。 注意：此时，热电偶和热电阻都不要插入温度源。 （4）热电偶和热电阻的测温性能测定：把热电偶和热电阻同时插入到温度源测点上，打开主控台上的温度电源开关。手动操作温度控制仪，使温度源温度稳定到40℃，记录mV表读数和万用表读出的△U。温度每增加5℃记录一次，填入表3-1。 （5）测量完成后，关上主控台上的温度开关、电源开关，拔下连接导线。如果此时温度源温度大于40℃，则将温度源上的风扇电源24V连接到主控台上的24V稳压电源上，让风扇运转。 实验数据： 表4-1 铂电阻和热电偶测温性能测定数据 环境温度: ℃ mV表初始偏差E0： mV 环境温度对应分度： 热电偶（K型）： mV 热电偶（E型）： mV Pt热电阻： Ω 设定 温度 ℃ 热电偶分度（K型）mV 热电偶分度（E型）mV Pt热电阻分度Ω 实测 温度 ℃ 实测热电偶电压mV 实测热电阻电压mV 修正后热电偶电压mV 换算后热电阻阻值Ω 40 1.612 2.420 115.54 45 1.817 2.733 117.47 50 2.023 3.048 119.40 55 2.230 3.365 121.32 60 2.436 3.685 123.24 65 2.644 4.006 125.16 70 2.851 4.330 127.07 75 3.059 4.656 128.98 80 3.267 4.985 130.89 85 3.474 5.315 132.80 90 3.682 5.646 134.70 95 3.889 5.982 136.60 100 4.096 6.319 138.50 105 4.30