化工仪表及自动化实验讲义

实 验 一 热电偶温度计的使用

一．实验目的：

1．掌握热电偶与动圈仪的配套连接，测温方法及外阻影响。 2．掌握热电偶配手动电位计的测温方法。 3．掌握热电偶冷端温度影响及补偿方法。 二．实验仪器： 1．管状电炉

2．自耦变压器（带电流表） 3．广口保温瓶 4．动圈仪 5．热电偶

6．接线板（带调整电阻） 7．手动电位差计 8．30cm不锈钢直尺 三．实验内容

（一）热电偶配手动电位差计测温：

1．按图1-1接线，注意极性是否接对，接点是否牢固等。为保持热电偶冷端温度为零度，将热电偶冷端放置保温瓶中内冰水混合物中。

图1-1 热电偶温度计接线图

2．把双向开关打向手动电位差计进行测温。

3．手动电位差计使用方法：首先调整检流计的机械零点，其次把手动电位差

计的双向开关打向并按住在“校正”位置，调整“工作电流”电位器，使检流计电流为零，然后把双向开关打向“测量（或未知）”位置，即可进行测量。注意：手动电位差计的双向开关在每一次测量完后，应置于中间位置，以减少干电池的耗电量。

4．短接调整电阻，再测一次炉温，以考察外阻对手动电位差计测温的影响。 （二）热电偶配动圈仪测温：

1．把双向开关打向动圈仪进行测温。

2．调整仪表零点为零度，由于本实验中热电偶的冷端温度也为零度，这样动圈仪指示的温度就是电炉温度。

3．短接调整电阻，再测一次炉温，以考察外阻对动圈仪测温的影响。

（三）在测温点相同的条件下，同时用手动电位差计和动圈仪对炉温进行测量，将两个测量结果进行比较。 （四）改变测温点，重复（三），将电炉内的温度分布得到。测温点数不少于10个。

四．实验报告

1．实验数据记录及处理

动圈仪分度号 Eu—2 量程 0—800℃ 精度 1.0 室温 26.0℃ 测温点 距离 （cm） 测温仪表 手 动 电位差计 1 38 动圈仪 外阻（Ω） 15 0 15 0 读 数 mV 25.14 25.16 ℃ 606 627 2．画出热电偶配动圈仪和手动电位差计的接线图。

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图1-1 热电偶温度计接线图

3．从实验结果讨论热电偶测量线路电阻的大小对于用动圈仪测量时如何影响，对于电位差计又是如何影响。

答：从实验结果可以看出，热电偶测量线路电阻的大小对于用动圈仪测量时

使其测量结果偏大，对于电位差计使其测量结果几乎无影响。

4．利用电位差计测得的热电势列式计算电炉温度，并与动圈仪指示值进行比较，如有差别，哪一个测量结果更为准确？

答：利用电位差计测得的热电势列式计算电炉温度，并与动圈仪指示值进行比较，电位差计测得的热电势计算的电炉温度更为准确。由于动圈仪的精度为1.0，其最大引用误差为1.0%*（800－0）＝8℃；利用电位差计测得的热电势后查表得的电炉温度的误差为1℃，所以经比较电位差计测得的热电势计算的电炉温度更为准确。

5．绘制电炉的温度分布曲线。 手动电手动电测温点 距离 动圈仪 测温点 距离 动圈仪 位差计 位差计 1 38 25.32 610 6 28 25.65 617 2 36 25.43 612 7 26 25.72 619 3 34 25.45 614 8 24 25.67 618 4 32 25.45 614 9 22 25.46 614 5 30 25.55 616 10 20 25.21 607 注：由上题可知手动电位差计所测得的热电势列式计算电炉温度准确度更高，故用手动电位差计所测得的热电势列式计算电炉温度后描制温度分布曲线。

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测温点 1 2 3 4 5 距离 38 36 34 32 30 手动电位差计 25.32 25.43 25.45 25.45 25.55 计算得温度 609.8 612.4 612.9 612.9 615.2 测温点 6 7 8 9 10 距离 28 26 24 22 20 手动电位差计 25.65 25.72 25.67 25.46 25.21 计算得温度 617.6 619.3 618.1 613.1 607.2 电炉温度分布曲线62061861661461261060860628303234距离/cm363840温度/℃

图1-2 电炉温度分布曲线

6．问题讨论：

（1） 热电偶和动圈仪、手动电位差计配套使用时应注意哪些问题？

答：热电偶和动圈仪、手动电位差计配套使用时应注意以下问题：1、注意极性是否接对，接点是否牢固；2、热电偶冷端应放置在冰水混合物中；3、手动电位差使用前先调整检流计的机械零点；4、手动电位差计的双向开关在每一次测量完后，应置于中间位置，以减少干电池的耗电量；5、使用前应观察动圈仪和电位差计的量程和最小分度值。

（2） 热电偶的补偿导线极性接错时，测量时会发生何种现象？

答：补偿导线在与热电偶连接时，两对连接点要处于相同的温度，且正负极不能接错。补偿导线相当于一支在一定温度范围内的热电偶，故它的电流也是由正极经参考端流向负极，所以与热电偶连接时，补偿导线的正极应接热电偶的正极，负极应接热电偶的负极。如将极性接反了，不但失去补偿导线的功用，反而会抵消热电偶的一部分热起电力，使仪錶的指示温度偏低。 （3） 试分析动圈仪、手动电位差计与热电偶配套使用时哪一个精度高。 答：利用电位差计测得的热电势列式计算电炉温度，并与动圈仪指示值进行比较，电位差计测得的热电势计算的电炉温度更为准确。由于动圈仪的精度

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为1.0，其最大引用误差为1.0%*（800－0）＝8℃；利用电位差计测得的热电势后查表得的电炉温度的误差为1℃，所以经比较电位差计测得的热电势计算的电炉温度更为准确。 五、实验心得

1、通过此次实验掌握热电偶与动圈仪的配套连接，测温方法及外阻影响。掌握热电偶配手动电位计的测温方法。掌握热电偶冷端温度影响及补偿方法。 2、实验中电炉的温度应保持恒定，否则会影响电炉温度分布曲线的稳定性。 3、通过该实验对精度的计算有了进一步了解，同时认识到电位差计相对于动圈仪在测电炉温度时更为精确。

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