检测技术实验1-热电阻、热电偶测温特性实验.pdf

上海电力学院

检测技术实验

题目：热电阻、热电偶测温特性实验
一、实验目的
了解热电阻的特性与应用，了解热电偶测量温度的性能与应用范围。
。
二、基本原理
（一）热电阻：
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。
常用铂电阻和铜电阻在0-630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为：

2
Rt=R0(1+At+Bt)

R0系温度为0℃时的电阻。本实验R0=100℃，At=3.9684×10-2/℃，Bt=-
5.847×10-7/℃2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除
引线电阻对测量的影响。
（二）热电偶：
当两种不同的金属组成回路，如二个接点有温度差，就会产生热电势，
这就是热电效应。温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应
电路就可间接测得被测温度值，温度低的接点就称冷端(也称自由端)，冷
端可以是室温值或经补偿后的0℃、25℃。
三、需用器件与单元

加热源、K型热电偶（红+，黑-）、Pt100热电阻、温度控制单元、温度
传感器实验模板、数显单元、万用表，热电偶K型、E型、加热源。
四、实验步骤
（一）热电阻：
1、注意：首先根据实验台型号，仔细阅读“温控仪表操作说”，学会基
本参数设定。
2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。将Ｋ型热

电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EＫ插孔中，红线为正极，黑色为
负极，注意热电偶护套中已安置了二支热电偶，Ｋ型和E型，它们热电势
值不同，从热电偶分度表中可以判别Ｋ型和Ｅ型（Ｅ型热电势大）热电偶。
E型（蓝+，绿-）；k型（红+，黑-）
3、将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的220V控制电源插座
上。
4、将主控箱的风扇源(24V)与三源板的冷风扇对应相连，电机转速电压
旋至最大。
5、将Pt100铂电阻三根线引入“Rt”输入的a、b上：用万用表欧姆档

测出Pt100三根线中其中短接的二根线（蓝，黑）接b端。这样Rt与

R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。Rw1中心活动点

与R6相接，见图11-5。

图11-5热电阻测温特性实验

3、在端点a与地之间加直流源2V，合上主控箱电源开关，调Rw1使电
桥平衡，即桥路输出端b和中心活动点之间在室温下输出为零。

4、加±15V模块电源，调Rw3使V02=0，接上数显单元，拨2V电压显
示档，使数显为零。
5、设定温度值50℃将PT100探头插入加热源另一个插孔中开启加热
开关，待温度控制在50℃，时记录下电压表读数值，重新设定温度值为
50℃+n·Δt，建议Δt=5℃，n=1……10，每隔1n读出数显表输出电压与
温度值，将结果填入下表11-2。
表11-2
t(℃)50556065707580
V(mv)248282320346401436474
250288324367404438475
6、根据表11-2值计算其非线性误差。
（二）热电偶：

1、将热电偶插到温度源插孔中，K型的自由端接到面板Ek端（红+，
黑-）作标准传感器，用于设定温度。

2、将R5、R6端接地，打开主控箱电源开关，将V02与数显表单元上的

Vi相接。调Rw3使数显表显示零位，主控箱上电压表波段开关拨到200mV，
打开
面板上温控开关，设定仪表控制温度值T=50℃。

3、去掉R5、R6接地线，E型自由端与放大器R5、R6相接，打开温控开

关，观察温控仪指示的温度值，当温度控制在50℃时，调Rw2，对照分度
表将信号放大到比分值大10倍的指示值以便读数，并记录下读值。
4、重新设定温度值为50℃+n·Δt，建议Δt=5℃，n=1……10，每
隔1n读出数显表输出电压与温度值，并记录表11-3。
T++
n·Δt
V(mv)
5、根据表11-3计算非线性误差。
附：分度表

温度℃180
-50050100150200300400500600800120014001600
测量元件0

6.3113.4121.0328.9436.9945.0861.06
热E(mv)03.0479.787
7933956
电
4.0912.025．2311.9414.3616.77
偶K(mv)02.0226.1378.1373.2614.2347.345
577781

39.2
热Cu50(Ω)5060.771.482.13
4
电
Pt100(Ω138.157.3175.8212.0247.0280.9313.5375.5
阻80.3100119.4
)51424097
五、思考题
1、如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？
热电阻常用的只有两种，Pt100和Cu50