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- 電感壓力變送器
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新聞詳情
裝配式熱電偶案例式教學(xué)在熱工測量及儀表中的實(shí)踐中合理運(yùn)用概 述： 學(xué)生缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗，對熱工測量及儀表實(shí)踐性非常高的課程學(xué)習(xí)比較困難，同時該課程是能動專業(yè)一門非常重要的課程。本文將案例式教學(xué)引入熱工測量及儀表教學(xué)中，以熱電偶三大定律的討論為例，設(shè)計了案例式教學(xué)的過程，學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著提高。 熱工測量及儀表是能源與動力工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程。正確和快速測量相應(yīng)參數(shù)是熱工設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化和智能化的前提條件。主要涉及溫度、壓力、流量和液位、位移、振動、氣體成分等物理參數(shù)的測量，同時也包括相應(yīng)的專業(yè)概念，誤差處理和數(shù)據(jù)正確表達(dá)。內(nèi)容比較分散，涉及的課程內(nèi)容比較多，如流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電工學(xué)等等，實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課程，對于實(shí)踐經(jīng)驗較少的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來困難比較大。如果采取傳統(tǒng)的知識點(diǎn)講授，學(xué)生掌握的內(nèi)容非常有限。案例式教學(xué)就是將工程實(shí)際案例引入課堂，結(jié)合涉及到的具體知識點(diǎn)與學(xué)生深入分析與討論。避免比較泛泛而談的灌輸式教學(xué)過程，這樣可以讓學(xué)生更直觀地理解和掌握所學(xué)的知識。 本文以熱工測量及儀表課程中最重要且較難的內(nèi)容為例講授如何設(shè)計案例式教學(xué)過程——熱電偶測溫三大基本定律是熱電偶應(yīng)用于實(shí)際中所遵循的基本原理。包括均質(zhì)導(dǎo)體定律、中間導(dǎo)體定律和中間溫度。 一 三大基本定律 （一） 均質(zhì)導(dǎo)體定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，該回路中的總熱電勢等于零。 1. 熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料構(gòu)成； 2. 由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，回路如產(chǎn)生熱電動勢，便說明該材料是不均勻的。應(yīng)該檢查熱電極材料的均勻性。 這條規(guī)律還要求熱電偶的兩種材料必須各自都是均質(zhì)的，否則會由于沿?zé)犭娕奸L度方向存在溫度梯度而產(chǎn)生附加電勢，從而因熱電偶材料的不均勻性引入誤差。 （二） 中間導(dǎo)體定律 由不同材料組成的閉合回路中，若各種材料接觸點(diǎn)的溫度都相同，則回路中熱電勢的總和等于零。在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，該導(dǎo)體的引入對熱電偶回路的總電勢沒有影響。 同理，熱電偶回路中接入多種導(dǎo)體后，只要保證接入的每種導(dǎo)體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。 如果兩導(dǎo)體 A、B 對另一種參考導(dǎo)體 C 的熱動勢為已知，則這兩種導(dǎo)體組成熱電偶的熱電動勢是它們對參考導(dǎo)體熱電動勢的代數(shù)和。 該定律表明熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導(dǎo)線。只要儀表或?qū)Ь€處于穩(wěn)定的環(huán)境溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入儀表或?qū)Ь€的影響。該定律還表明熱電偶的接點(diǎn)不僅可以焊接而成，也可以借助均質(zhì)等溫的導(dǎo)體加以連接。 （三） 中間溫度定律 熱電偶回路中，兩接點(diǎn)溫度分別為 T、T 0 時的熱電勢，等于接點(diǎn)溫度為 T、T N 和 T N 、T 0 的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。 E AB (T,T 0 )=E AB (T,T N )+E AB (T N ,T 0 )該定律說明當(dāng)熱電偶參比端溫度 t 0 ≠ 0℃時，只要能測得熱電勢 E(t,t 0 )，且 t 0 已知，仍可以采用熱電偶分度表求得被測溫度 t 值。 在熱電偶回路中，如果熱電偶的電極材料 A 和B 分別與連接導(dǎo)體 A’和 B’相連接，各有關(guān)接點(diǎn)溫度為 t，tn 和 t 0 ，那么回路的總熱電勢等于熱電偶兩端處于 t 和 tn 溫度條件下的熱電勢 E AB (t,tn) 與連接導(dǎo)線 A’和 B’兩端處于 tn 和 t 0 溫度條件下的熱電勢 EA’B’(tn,t 0 ) 的代數(shù)和。 E ABB’A’ (t,tn,t 0 )= E AB (t,tn)+ E A’B’ (tn,t 0 ) 這是應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線的基礎(chǔ)。 如果就是簡單地在課堂上講述這些知識點(diǎn)，學(xué)生缺乏相應(yīng)的實(shí)踐工程背景，基本上不可能接受。 二 案例式教學(xué)設(shè)計 （一） 用熱電偶測量金屬壁面溫度有兩種方案，如圖1 所示，當(dāng)熱電偶具有相同的參考端溫度 t 0 時，問（1）在壁溫相等的兩種情況下，儀表的示值是否一樣？為什么？（2）如果金屬壁面材質(zhì)分布不均勻，溫度處處相等，儀表的示值是否一樣？為什么？（3）如果金屬壁面材質(zhì)分布均勻，溫度不相等，儀表的示值是否一樣？為什么？這樣可以一步步引導(dǎo)學(xué)生考慮到中間導(dǎo)體和中間定律在工程實(shí)際中的應(yīng)用。  二） 電子電位差計校驗 手動電位差計端輸入 E AB (T1,0) 的電勢信號（毫伏值），被檢電子電位差計理論溫度顯示值？ 可以引導(dǎo)學(xué)生，基于中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律得出圖 2，圖 3 和圖 4 中的熱電動勢分別為： E AB (T 1 ,0)+E AB (0,T 環(huán) 境 ) +E AB (T 環(huán) 境 ,0）=E AB (T 1 ,0) E AB (T 1 ,0)+ E AB (T 環(huán) 境 ,0)+E AB (T 環(huán) 境 ,0）=E AB (T 1 +2T 環(huán)境 ,0)  E AB (T 1 ,0)+ E AB (T 環(huán)境 ,0) = E AB (T 1 +T 環(huán)境 ,0) 三 結(jié)語 熱工測量及儀表是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，學(xué)生學(xué)習(xí)比較困難，將案例式教學(xué)法引入課程，知識點(diǎn)都以實(shí)際工程背景進(jìn)行分析與討論，教學(xué)效果顯著提高。
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