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传热学实验指导书

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环境与能源工程学院实验中心

热电偶的制作与标定

一、实验目的

1、掌握镍铬—康铜热电偶制作方法； 2、掌握热电偶的标定方法。

二、实验设备及原理

1、焊接设备：热电偶点焊机； 2、标定设备：热电偶校验仪；

3、其他设备：墨镜、钳子、剪刀、细砂纸、米尺等； 4、热电偶丝：?0.2、?0.5热电偶用康铜线、镍铬丝线。

热电偶是工业上最常用的一种测温元件，它是由两种不同的导体丝A和B，焊接组成一个闭合回路而构成的。其测温原理是基于1821年塞贝克发现的热电现象，当两种不同的导体A和B连接在一起构成一个闭合回路，此时如果两个接点的温度不同时（如t＞tO），那么在回路中就会产生热电动势，如图1所示。也就是说，热电偶是通过测量热电动势来实现测温的。

图1 电热偶原理图

A、B称为热偶丝，也称热电极。当两接点处于不同温度时回路中就会产生热电势，放置在被测温度为t的介质中的接头，称为测量端（工作端）；另一接头t0成为参考端（或自由端）。

常用的贱金属热电偶材料有：

铜-康铜 （T型） （常用于-200℃到+400℃测温） 镍铬-康铜（E型） （常用于-200℃到+900℃测温） 镍铬-镍硅或镍铝（K型） （常用于0℃到+1300℃测温）

本实验采用镍铬-康铜（E型）热电偶。使用时应根据测温范围和工作条件选择偶丝材料和线径。热电偶长度应根据工作端在介质中的插入深度来决定，通常为350～2000毫米。

三、实验步骤

热电偶的制作

热电偶测量端的焊接方法采用电弧焊，该方法是利用高温电弧将热电偶测量端熔化成球状。常用的有交流电弧焊和直流电弧焊两种。交流电弧焊的装置如图2所示，这种专职一般用来焊接贱金属热电偶。

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图2 交流电弧焊装置

制作步骤如下：

1、焊接前仔细去掉热偶丝靠近待焊端部的绝缘层，然后将这两根被焊的热电极绞成如图3的麻花状或两顶端并齐。

图3 热电极处理

2、调节变压器使输出电压为24-30伏的交流电源作为焊接电源。

3、戴上墨镜和手套，用金属夹子（铜板电极）夹住待焊端作为一个电极，用炭棒（石墨电极）作为另一个电极，当炭棒与被焊热电偶丝顶端接近时，产生的瞬间电弧将两根热偶顶部熔接在一起而形成一个小圆球，用砂纸将小圆球表面打磨光滑。

注意：制作合格的热电偶标准是，焊接牢固，具有金属光泽结点表面圆滑，无玷污变质和裂纹，焊点直径约为偶丝直径的两倍，电极不允许有折损、扭曲现象。

热电偶的标定

本实验标定方法采用比较法标定，装置控制面板如图示。 标定步骤如下：

1、将标准热电偶接在面板的标准接线柱上，待测热电偶接在待测接线柱上。

2、检查仪表箱前面板上各开关的初始状态。把电源开关扳向下方断电状态，恒温调节器旋钮至左方，温度调节仪表上的检控温度设在150℃。

3、调节恒温

右旋(恒温调节加热电压调节)钮，管炉供电，并在指示仪表上指出。该旋钮的调压范围为0～220V。注意：对炉体的预热升温和初始升温应不超过40V，以利用炉体的使用寿命。可根据实验要求的恒温温度进行反复调节，直至稳定在需要的温度上。绝对稳定是不易控制的，可在基本稳定的条件下快速测定。

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