1、實驗一、熱電偶校驗及補償導線作用實驗學時：4實驗類型：驗證實驗要求：必修一、實驗目的： 熱電偶在使用之前，必須進行校驗，以確定是否符合技術要求，從面保證測溫的可靠性；另外對于正在使用的熱電偶，經一定時間之后，其熱 電性能可能發生變化，影響測溫的準確性，因此亦需要不定期進行校驗。通過本實驗達到以下要求： 1、掌握熱電偶校驗原理和方法； 2、通過校驗操作，進一步了解補償導線的作用和使用。二、熱電偶校驗原理和所需儀器：1、 原理：熱電偶校驗一般采用比較法，其原理如圖1-1所示，將標準熱電偶和被校驗的熱電偶的熱 端置于同一溫度場(通過鎳塊實現 )以標準熱電偶測量溫度值為真實溫度和被校熱電偶熱測溫值進行

2、比較，得到被校熱電偶在該點的測量誤差，為了提高校驗的可先靠性，必須在溫度穩定后才能校驗。為了保持熱電偶的自由端溫度為0，用補償導線分別將兩支熱電偶的自由端(冷端)延伸到冰點箱(瓶)內，然后再用銅導線分別將自由端與直流手動電位計聯接，用切換開關分別測量出兩支熱電偶的熱電勢以進行比較。常用工業熱電偶及標準熱電偶的主要特性及充許偏見教課書表13，熱電偶校驗點如下表所示：熱 電 偶 分 度 號核 驗 點 S600 800 1000 1200K400 400 800 1000E300 400(或500) 6002、實驗所需儀器：電位計220V 管式電爐 鎳塊 被校熱電偶 標準熱電偶調壓器 水點箱圖1-1

3、 熱電校驗原理圖(1) 管式電爐：爐內腔長度與直徑比不小于20：1，以保證管狀爐內有足夠長的等溫區域。（專用熱電偶校驗爐）(2) 手動直流電位計：準確度不低于0.03級；(3) 冰點箱(保溫簡)用來保特熱電偶的自由端(冷端)為0； 1個；(4) 調壓變壓器； 1臺； (5) 標準熱電偶;其標準等級根據被校熱 電偶的等級選擇； 1支；(6)被校熱電偶； 1支；三、熱電偶校驗步驟：1、用鉑絲或鎳鉻電阻絲將被校熱 電偶絲熱端與標準熱絲端捆扎在一起，并同時插入管式爐內的恒區中，并與鎳塊接觸；使兩支熱端處于同一溫度之中。2、調整加熱電壓，使爐溫穩定在各校驗點±10范圍內，溫度變化速度不超過0.

4、2/分，以保證讀數準確性；3、待爐內溫度達到要求后，開始測量讀數，即用切換開關分別讀出兩支熱 電偶的熱電勢 值，分別測量四次，其平均值作為該點，兩支熱電偶的測量值，并計算誤差，填入表內。校驗點標準熱電偶測量值被校熱電偶測量值誤 差熱電勢mv溫度熱電勢mv溫度 4、給出熱 電偶校驗結論：四、驗證補償導線的作用： 1、按照圖1-2接好實驗線路，調節加熱電壓，使電爐內溫度穩在400-800之間的某一溫度值上(溫度變化速度不超過0.2/分);2、用水銀溫度計測出加熱前燒杯中水的溫度，用電位計切換開關分別測出此時加補償導線和不加補償導線時的熱電勢 ，并填入表內； 3、將燒杯中水緩慢加熱 至30、 40、

5、50、60、70時分別測量該熱電偶加補償導線和不加補償導線時的熱電勢 ，并填入表內； 序號燒杯中水溫加補償導線不加補償導線冷端溫度t0 電位計測量值mv冷端溫度t0 電位計測量值mv123456 4、在座標紙上分別畫出加補償導線測量值和不加補償導線測量值與熱電偶未端溫度（燒杯中水溫度）之間的曲線（必須使熱電偶的熱端溫度基本恒定，才能說明問題）；5、從兩條曲線的變化過程來說明補償導線的作用；220V220V電位計調壓器水銀溫度計 電爐 燒杯補償導線 銅導線管式電爐 熱電偶圖1-2 驗證補償導線作用圖五、實驗報告要求：1. 根據記錄數據作出熱電偶的校正曲線和校驗結論，并根據熱電偶冷端變化的補償曲線

6、（加和不加補償導線的）說明補償導線的作用。2. 回答思考問題：在熱電偶熱端溫度恒定的條件下，下列曲線說明什么問題？為什么？加補償導線不加補償導線t燒杯內水溫t燒杯內水溫加補償導線不加補償導線t燒杯內水溫不加補償導線加補償導線實驗二、電子電位差計的檢定和使用實驗學時：2實驗類型：驗證實驗要求：必修一、儀表檢定的目的： 電子電位差計經過長期運行后，由于各種因數影響，其準確度會逐漸降低。為了使儀表能夠長期可靠和準確地工作，在儀表使用的過程中，必須定期進行檢定，以考核儀表是否符合主要技術指標的要求；另外，新的儀表投運之前，亦需進行檢定，符合技術指標要求，方能投入使用； 1、進一步了解電位差計的工作原理

7、和掌握正確的使用方法 2、掌握手動電位計的工作原理和使用方法：二、實驗原理和所需儀器： 1、實驗原理：用精度等級較高的手動直流電位計做為標準儀表，給被檢定的電子電位差計輸入適當的毫伏信號值，使電子電位差計的指針指示在被檢定點的刻度線上，把從手動電位計讀出來的毫伏值與被檢定點對應的毫伏數進行比較，從而可算出該點的誤差，實驗接線如圖所示：220V 銅導線 被檢電子電位差計手動電位計1被檢定電子電位差計；2銅導線；3手動電位計； 2、實驗用儀器： 被檢定電子電位差計 1臺； 直流手動電位計 1臺； 水銀溫度計 1支；三、實驗步驟： 1、首先接通被檢定儀表的電源，約半個小時后，儀表內部溫度趨于平衡，然

8、后水銀溫度計測量出儀表內補償銅電阻附近的溫度t。； 2、熟悉手動電位計的工作原理和使用方法； 3、按圖所示接好線路； 4、對儀表按指針上行和下行兩個方向進行檢定： 先用標準電位計給被檢定儀表輸入一個電勢，使儀表指針移到低于（按上行方向）或高于（按下行方向）被檢定點分度線23分格處，再緩慢地改變輸入電壓信號，使儀表指針逐漸與被檢定點分度線重合（注意不要過調），然后從標準電位計上讀出所加入的電壓信號值（實際值）。 用上述方法依次對各有數字的刻度點進行上行和下行兩個方向檢定，每次所得數據填入表內。t0=_；被測定儀表精度等級_；（t0，0）=_mv檢 定 點測 量 值(mv)X絕對誤差(mv)(較大

9、者)變 差(mv)溫度值對應電勢mv上 行X正下 行X反儀表最大絕對誤差=_mv；最大變差=_mv絕對誤差=E(t0,0)E(t0,0)測量值。變差=|上行測量值下行測量值|=|X正X反|四、實驗結論：檢驗被檢儀表的測量誤差是否滿足：1.2. 結論：五、問題討論： 1、在外接電阻變化不大時（不超過50)，對測量是否有影響？為什么？如果外接電阻變化比較大時，有什么現象發生？為什么？ 2、如果用電子電位差計，補償導線和熱電偶組成一測溫系統，此時，熱電偶冷端溫度對測溫度是否有影響？為什么？實驗三 動圈式測溫儀表的檢定和使用實驗學時：2實驗類型：驗證實驗要求：必修一、實驗目的和要求： （一）實驗目的：

10、掌握動圈式儀表的檢定原理和正確使用方法； （二）實驗要求： 1、進一步了解動圈式儀表的構造、原理和正確使用方法； 2、了解外接電阻的變化對測溫的影響； 3、了解補償導線的作用；二、實驗原理和步驟： （一）實驗原理： 測量線路如圖所示： 1被檢定動圈式測溫儀表； 2手動電位計（標準儀表）；1R外 UAB B 2A C1RP2C2RP1E13 3、直流毫伏電源； 由直流電源（干電池）E和兩個滑線變阻器RP1、RP2接成一個毫伏電源，通過調節C1、C2滑動點的位置可以看得到不同的UAB值，來模擬熱電偶的熱電勢，因此，UAB就是輸入動圈式測溫儀表的溫度信號其大小可以通過手動電位計2測量出。 通過改變的

11、C1或C2位置得到不同的輸入信號的毫伏值，使儀表的指針指標在被檢定點的分度線上，然后從手動電位計上測出UAB，與被檢定點相對應的電勢值之差，即為該檢定點的測量誤差。這種檢定點方法是把被檢儀表的指示值與標準儀表的測量值進行比較而求得其測量誤差的，因此其準確度取決于所選用的標準儀器的標準等級，根據被檢定儀表精度等級不同來選用不同標準等級的標準儀表。 （二）實驗步驟：1. 按圖示接好電路，注意正、負極不要接反；2. 調整動圈式儀表的外接電阻R外為儀表所規定的數值（用電阻箱 代替）；3. 調整被檢儀表的機械零點4. 熟悉手動電位計的使用方法；5. 依次查出各數字檢定點的相對電勢值E(t、0)，并填入表

12、格內；按上行和下行方向依次對各有數字點進行檢定，方法同實驗二。注意不要把指針調過檢定點的分度線，將測量的實際數據填入表內， 并計算誤差。 R外=_歐； 分度號：_； 準確度等級：_檢 定 點測 量 值(mv)X絕對誤差(mv)(較大者)變 差(mv)溫度值對應電勢mv上 行X正下 行X反被檢儀表的最大絕對誤差=_(mv)；最大變差=_實驗二：硫酸銅溶液分解電壓的測定實驗學時：3實驗類型：綜合實驗要求：必修一實驗目的1、 安裝和使用測定電解質溶液分解電壓的裝置2、 測定硫酸銅水溶液的分解電壓二實驗原理硫酸銅水溶液在直流外電場作用下離解為帶正電荷的Cu2+、H+和帶負電荷的S2-、OH-離子。由于

13、氫的超電位大、而銅離子的標準電位正，所以在陰極上的電極反應為：在陰極上,由于離子電位很正,不會在陽極放電,而是OH-放電析出氧氣：陰極電位和陽極電位可由能斯公式求出：在陰極上析出氧氣，其超電位由塔菲爾分式：n=a + blni求出I為電流密電碼度，a、b是常數。由以上公式可知：陰極和陽極電位是隨溫度，離子濃度、酸度、電流密度、電極材料不同而改變的。硫酸銅的理論分解電壓是陽極與陰極電位之差：E理論=它是使電解進行而必須施加于電極上的較小外電壓，硫酸銅分解并在陰極析出銅、在陽極析出所形成的原電池產生的反電動勢在數值上與理論分解電壓相等。因此，硫酸銅水溶液的實際分解電壓是一定的溫度、濃度、酸度、電極

14、材料的條件下實驗測定的。三實驗儀器直流穩壓電源、直流電壓表、滑線電阻、陰、陽極板、1.0N CuSO4溶液0.5N H2SO4溶液、電極攪拌器、燒杯、溫度計 。四實驗步驟1. 配制1.0N CuSO4 0.5N H2SO4溶液作電解液,置于燒杯中。2. 清洗干凈陰、陽極板。3. 按下圖接好線路，將滑線電阻滑到最大值。直流電流直流電壓負極正極燒杯R變阻54321I×10VE分 圖141 實驗裝置圖4. 開啟電極攪拌器，記錄下溶液溫度值。5. 打開電源開關，分別記錄電壓和相應電流值。減少電阻值并記錄若干組相應的電壓、電流值。6. 以電流為縱坐標，以電壓為橫坐標，以電壓為橫坐標作圖，其曲線

15、斜率最大處即為硫酸銅溶液的分解電壓值。五實驗記錄及結果實驗三：金屬氫氧化物pH值的測定實驗學時：3實驗類型：驗證實驗要求：必修一實驗目的研究水解過程中pH值對金屬離子溶液和溶液度積之間的關系。二實驗原理金屬氫氧化物的離解一生成反應可用通式表式為：Me（OH）Z（s）=MeZ+Z（OH）-Ksp = 由于：H2O = H+ +（OH）-； Kw = 因此： 所以： 取對數： + 現以測定氫氧化鈉溶液滴定硫酸鎳稀溶液的PH值，討論三者之間的關系。滴定過程中，氫氧化鎳沉積之前，堿只消耗于中和溶液中的H+，溶液的PH值增加很快，當氫氧化鎳開始沉積時，堿主要消耗于金屬離子結合生成氫氧化物沉淀，溶液的PH

16、幾乎保持不變，直到金屬離子接近沉淀完畢，則繼續滴加的堿將導致PH又很快上升以PH對滴定堿毫升數作用，得到如圖曲線，滴定曲線的平臺階PH相應為形成氫氧化鎳的PH。V NaOHPH0圖15-1 滴定曲線圖三儀器與試劑酸度計1臺，極攪拌器1臺，復合電極1支，50毫升堿式滴定管1支，1N HSO4約0.1N NaOH標準溶液150ml燒杯1只,50ml容量瓶1個,洗瓶1個,PH為4.00的緩沖溶液約定俗成0ml.四實驗步驟1、校正:(1) 打開儀器電源開關。(2) 把測量選撥向“PH”檔(3) 將適量的標準緩沖液注入25ml燒杯，復合電極之玻璃儀器球儀全部浸入溶液內，復合電極入電極口上。(4) 溫度補值器旋鈕一定要指于被測溶液的溫度。(5) 根據緩沖溶液PH值，調節定位調節器。使儀器所指示的PH值與緩沖溶液的PH值相同。(6) 校正結束后，取出電極并用蒸水沖洗干凈。2、測量(1) 取5ml 1N硫酸鎳溶液，稀釋至50ml倒入150ml燒杯中。(2) 用濾紙輕輕將附于電極上的余溶液吸干，然后電極浸入硫酸鎳溶液中。(3) 取決ml約0.1N aOH標準溶液倒入堿式滴定管內。(4)