Теплотехнические измерения и инновационные измерительные технологии, страница 7

                                       . (5.9)

С учетом (5.8) можно записать:

                                               .

Тогда

                                               ,      (5.10)

т. е. ТЭДС цепи, составленной из трех проводников, не отличается от ТЭДС цепи из двух проводников, если температуры мест присоединения третьего проводника одинаковы.

Общая закономерность формулируется следующим образом: включение одного, двух или нескольких проводников в цепь термоэлектрического термометра не вызывает искажения ТЭДС, если места каждого из этих проводников будут иметь одинаковую температуру.

На основании этой закономерности измерительный прибор ИП может быть включен в цепь термоэлектрического термометра по двум вариантам: в разрыв электрода или в разрыв спая (рис. 5.6).

Чтобы не было искажения ТЭДС температур  и  мест присоединения проводника c должны быть равны, температура свободного спая t₀ должна поддерживаться постоянной. Выполнение этих условий определяет требования на включение ИП.

Для измерения температуры термоэлектрическим термометром необходимо измерять ТЭДС, развиваемую термометром, и температуру свободных концов. Если температура свободных концов равна 0 °C, измеряемая температура сразу определяется по градуировочной характеристике, представленной в виде таблиц или графиков (рис. 5.7). Если температура свободных концов не равна 0 °C, а составляет t₀, то необходимо знать не только ТЭДС, развиваемую термометром, то и температуру свободных концов. В этом случае следует ввести поправку на температуру свободных концов путем суммирования измеренной ТЭДС и ТЭДС, развиваемой термометром в диапазоне t₀ – 0 °C, т. е.:

                                               ,      (5.11)

а затем воспользоваться графиком или таблицей для определения температуры рабочего спая термометра.

Если температура свободных концов изменится и примет значение , то

                                               .      (5.12)

Градуировочные характеристики, как правило, представляются при температуре свободных концов, равной 0 °C.

При измерениях встречаются случаи, когда из термоэлектрических термометров составляется термобатарея (рис. 5.8) или дифференциальный термоэлектрический термометр (рис. 5.9).

                                             

               Рис. 5.8. Термобатарея    Рис. 5.9. Дифференциальный

                                                     термоэлектрический термометр

ТЭДС термобатареи, составленной из n термопар, в n раз больше ТЭДС одной термопары. Термобатарею применяют, когда разность температур рабочего спая и свободных концов мала. При этом повышении ТЭДС повышается точность ее измерения, но точность измерения температуры тела повышается несущественно.

Дифференциальный термометр применяют, когда требуется измерять разность температур в двух точках: тогда один рабочий спай устанавливают в одной точке с температурой t₁, а другой – во второй точке с температурой t₂. Измерительный прибор зафиксирует

                                                  .         (5.13)

К материалам, используемым для изготовления термоэлектрических термометров, предъявляется ряд требований: жаростойкость, жаропрочность, химическая стойкость, воспроизводимость, стабильность, однозначность и линейность градуировочной характеристики и др. К обязательным требованиям относятся стабильность градуировочной характеристики и (для стандартных термометров) воспроизводимость в необходимых количествах материалов, обладающих определенными термоэлектрическими свойствами. Все остальные требования рассматриваются как желательные.

В технике измерений применяют разнообразные термоэлектрические термометры; стандартные представлены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Стандартные термоэлектрические термометры