 |
При нагревании рабочего конца (свободные концы А, В остаются холодными) электроны из материала с большим их количеством диффундируют в другой материал. На границе (в спае) создается электрическое поле, препятствующее диффузии, поэтому происходит динамическое равновесие, препятствующее дальнейшему проникновению электронов. Если подключим милливольтметр к А В мы увидим разность потенциалов причем она будет тем больше, чем больше разность температур горячего спая и холодных концов. Очевидно, что если замкнуть концы А В, то внутри цепи потечет ток.
Спаяем оба конца термопара.
 |
Спай 1 и 2 поместим в разные камеры и будем нагревать; точки А и В оставим снаружи.
EAB (t0,t1,t2) =EAB (t0,t1) – EAB (t0,t2)
Если t1 не равно t2, то EAB (t0,t1,t2) будет не равно нулю.
Если t1=t2, то EAB (t0,t1,t2) = 0.
Разорвем цепь в точке
В и соединим разорванный участок проводником из третьего материала.
Введение третьего проводника (концы которого находятся при одной температуре) из другого материала не оказывает влияния на термо ЭДС.
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОПАРА
 |
Так как Е, есть функция от ∆t, то каждая температура для данной пары материалов соответствует термо ЭДС. Она рассчитана с высокой точностью и для _____________ ГОСТированном.
В ГОСТе указана температура горячего спая через 1оС и соответствующая ей термо ЭДС, в милливольтах, при этом имеется ввиду, что свободные концы находятся при температуре равной 00С.
В связи с тем, что температура окружающей среды колеблется и не равна 00С ∆t также колеблется, что является погрешностью измерения.
Два метода компенсации:
1. С помощью термо компенсационных проводов.
К свободным концам подключаются провода, выполненные из того же материала, что и термопары. Другие концы этих проводов протягивают к термостату, температура которых поддерживается 00С. Таким образом, термо ЭДС будет соответствовать строго Гостовским значениям.
2. С помощью термо компенсаторов.
В функции компенсаторов входит дополнение или вычитание той части сигнала, которая получается в результате изменения температуры окружающей среды.
Вторичными приборами при измерении термо ЭДС являются либо приборы магнитоэлектрической системы, либо потенциометр (прибор для измерения малых ЭДС и напряжений).
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ТЕРМОПАРА
1. Устойчивость к высоким температурам, коррозионной стойкости.
2. Постоянство ЭДС во времени.
3. При изменении температуры на 1оС должна быть по возможности большая ЭДС (высокая чувствительность).
4. Хорошая электропроводность.
5. Однозначность и по возможности линейная зависимость термо ЭДС от ∆t.
6. Однородность материалов, что позволяет обеспечивать взаимозаменяемость термопара без градуировки вторичных средств измерения.
КОНСТРУКЦИИ ТЕРМОПАР
Горячий спай помещается в корпус, представляющий собой трубку из тугоплавкого не коррозионного материала. Проводники термопара изолированы от корпуса керамическими бусами. Свободное пространство заполняют мелко дисперсионным порошком из керамики. Следует учитывать инерционность такой термопары. При необходимости малой инерционности термопара может быть открыта. Иногда термопары бывают спарены, т.е. в одном корпусе выполнены две термопары.
ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Принцип действия основан на изменении сопротивления тонкой нити в зависимости от температуры проводника.
Устройство: чувствительный элемент из тонкой проволоки, намотанной на каркас из изоляционного материала.
Эта сборка располагается в таком же корпусе, как и термопар. Электрические термометры сопротивления обозначаются буквами ТС и буквой материала.
Требования к материалу: высокий температурный коэффициент
Если известен a всегда можно найти Rt при заданной температуре (R0 ГОСТировано).
Физический смысл этого коэффициента заключается в том во сколько раз измениться сопротивление провода при нагреве на 1оС.
Для металлов этот коэффициент положителен при увеличении температуры, для полупроводниковых материалов отрицателен.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.