题目
用K型(镍铬-镍硅)热电偶测温度,已知冷端温度为10^circmathrm(C),用高精度毫伏表测得此时的热电势为34.105mathrm(mV),被测点的温度为______℃
用K型(镍铬-镍硅)热电偶测温度,已知冷端温度为$10^{\circ}\mathrm{C}$,用高精度毫伏表测得此时的热电势为$34.105\mathrm{mV}$,被测点的温度为______℃
题目解答
答案
根据K型热电偶分度表:
1. 冷端温度 $ T_0 = 10°C $ 对应的热电势为 $ E(10, 0) = 0.409\,\text{mV} $。
2. 总热电势 $ E(T, 10) = 34.105\,\text{mV} $,故 $ E(T, 0) = 34.105 + 0.409 = 34.514\,\text{mV} $。
3. 查表得:
\[
E(800, 0) = 33.277\,\text{mV}, \quad E(850, 0) = 35.496\,\text{mV}
\]
4. 线性插值:
\[
T = 800 + \frac{34.514 - 33.277}{35.496 - 33.277} \times 50 \approx 828°C
\]
最终结果:被测点温度为828°C。
答案:828°C。
解析
考查要点:本题主要考查热电偶的冷端补偿方法及分度表的线性插值应用。
解题核心思路:
- 冷端补偿:利用中间温度定律,将实际测得的热电势转换为冷端温度为0°C时的等效热电势。
- 查分度表:根据转换后的热电势值,找到对应的温度区间。
- 线性插值:通过相邻温度点的热电势差值,计算被测温度的具体值。
破题关键:正确应用冷端补偿公式,并合理处理分度表中非整数温度的插值计算。
步骤1:冷端补偿
根据中间温度定律,总热电势可表示为:
$E(T, 10) = E(T, 0) - E(10, 0)$
已知 $E(10, 0) = 0.409\,\text{mV}$,总热电势 $E(T, 10) = 34.105\,\text{mV}$,代入公式得:
$E(T, 0) = 34.105 + 0.409 = 34.514\,\text{mV}$
步骤2:查分度表确定温度区间
查K型热电偶分度表,找到与 $E(T, 0) = 34.514\,\text{mV}$ 相邻的温度点:
- $T_1 = 800°C$ 对应 $E(800, 0) = 33.277\,\text{mV}$
- $T_2 = 850°C$ 对应 $E(850, 0) = 35.496\,\text{mV}$
步骤3:线性插值计算温度
设温度 $T$ 在 $800°C$ 和 $850°C$ 之间,插值公式为:
$T = T_1 + \frac{E(T, 0) - E(T_1, 0)}{E(T_2, 0) - E(T_1, 0)} \cdot (T_2 - T_1)$
代入数据:
$T = 800 + \frac{34.514 - 33.277}{35.496 - 33.277} \cdot 50 \approx 800 + 27.76 = 827.76°C$
取整后得 $T \approx 828°C$。