Разработка и описание термоэлектрических термометров - Разработка комплекса приборов для измерения температур

Первичным измерительным преобразователем термоэлектрического термометра (ТТ) служит термопара, которая состоит из двух разнородных проводников (рис.3). Принцип действия термопары основан на образовании термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в спае двух разнородных проводников, если их температура изменяется вдоль проводников.

Если составить цепь из двух разнородных проводников, термоэлектродов А и В (рис.3), то возникает ТЭДС К, равная

термоэлектрический термометр

Рис.3 Термоэлектрический термометр

Е = eAв (t, t0)=eAB (t)+eBA(to)),где t - ТЭДС при температуре t;

To - ТЭДС при температуре to.

Значение Е определяется, во-первых, разностью температур, при которой находятся спай 1, рабочий конец цепи и свободные концы цепи 2,2', и, во-вторых, контактной разностью потенциалов из-за разной работы выхода электронов у разнородных металлов, зависящей от температуры.

Поддерживая температуру одного из концов, например 2, постоянной, т. е. to=const получаем E=f(t). Если эту зависимость определить экспериментально, то такое устройство можно использовать для измерения температуры t, измеряя ТЭДС Е. При включении прибора ИП для измерения Е обязательным условием является одинаковая температура в точках подключения прибора к термоэлектродам 2,2'или 3,3',после удлинительных проводов (рис.3) .

Термоэлектродные материалы, предназначенные для изготовления термопар, должны отвечать следующим условиям: не изменять с течением времени своих физических свойств, значение ТЭДС этих материалов выбирают достаточным для точных измерений, которое должно изменяться однозначно в зависимости от температуры; температурный коэффициент электросопротивления их должен быть, по возможности, минимальным, а электропроводность и теплопроводность-высокой. Термопары в электрических термометрах конструктивно представляют собой два термоэлектрических проводника диаметрами от 0,5 до 3 мм, механически и с помощью сварки или пайки соединенных в месте рабочего спая. Остальную длину проводников изолируют асбестом, керамическими или кварцевыми бусами или трубками в зависимости от измеряемой температуры.

Термоэлемент помещают в защитную стальную трубку с водозащищенной головкой, колодкой зажимов и устройством для крепления в объект исследования.

Термоэлектрические термометры в отличие от термометров электрического сопротивления имеют малый объем чувствительного элемента (первичного измерительного преобразователя). Это позволяет измерять с помощью термопар в специальном конструктивном оформлении температуру в точке. Кроме того, сама термопара не требует источников вспомогательной энергии, но измерительные комплекты, пирометрический милливольтметр с компенсационным устройством или автоматический электронный потенциометр нуждаются в них.

Для измерения выходного сигнала термоэлектрического термометра ЕТЭДС используются приборы прямого преобразования.

Пирометрические магнитоэлектрические милливольтметры и после унифицирующих преобразователей, магнитоэлектрические миллиамперметры (для 0-5 мА постоянного тока), и приборы уравновешивающего преобразования: автоматические электронные потенциометры.

Похожие статьи




Разработка и описание термоэлектрических термометров - Разработка комплекса приборов для измерения температур

Предыдущая | Следующая