Входные преобразователи. Обработка сигнала, страница 16

Измерительные приборы в электрических измерениях____________

Температура эталонного контакта здесь измеряется резистивным датчиком R(T), который включен в мостовую схему. Выходное напряжение моста включено последовательно с термопарой так, что происходит компенсация температуры эталонного контакта.

Конечно, температурная чувствительность эталонного контакта должна быть противоположна той, какой обладает мостовая схема. Часто однако, особенно при необходимости одновременно определять температуру большого числа объектов, измеряется абсолютная температура эталонного контакта. Все эталонные контакты в этом случае размещаются вместе в одном эталонном блоке. Температура этого блока измеряется, например, с помощью датчика в интегральном исполнении (ИС). Эта температура добавляется к разностям температур, измеряемым с помощью отдельных термопар. Объект, температура которого измеряется активным контактом АВ, чаще всего расположен на некотором расстоянии от остальной схемы. Металл в составе контакта термопары обычно слишком дорог, чтобы использовать его в качестве длинного соединительного провода, поэтому для соединения применяют два провода А'В' из более дешевого металла. При этом не будут добавляться ошибки, если два провода А' и В' имеют те же самые термоэлектрические характеристики, что и оба провода а и В, входящие в состав измерительного контакта. Можно отметить, что в случае, когда два (других) металлических проводника соединены последовательно с двумя контактами термопары, как в схеме на рис. 3.17, то образующиеся новые контакты не будут вносить дополнительной разности потенциалов, если эти контакты поддерживаются при одинаковой температуре (в условиях изотермии). Потенциалы дополнительных контактов будут компенсировать друг друга. Наличие разности температур между этими новыми контактами вызовет ошибку измерения. Кабель, соединяющий два контакта термопары и имеющий те же самые термоэлектрические характеристики, называется компенсационным кабелем.

Применяя термопары для измерений температуры, следует принять во внимание ряд самых распространенных источников погрешностей. За время, которое существуют термопары, для них было создано несколько сплавов, каждый для своего специфического применения. Эти сплавы вполне доступны в виде проволоки и имеют высокую степень чистоты, однородности и т. д. для того, чтобы можно было воспользоваться стандартизованными коэффициентами данного сплава a₁…a_n  Термоконтакт может быть осуществлен простой пайкой при условии, что в направлении поперек спайки отсутствует температурный градиент. Фактически пайка вводит третий металл между двумя исходными материалами термопары, но он имеет ту же самую (измеряемую) температуру и поэтому не вносит дополнительной термоэдс. В случае применения термопар при высоких температурах они должны быть изготовлены с помощью точечной сварки (используется разряд конденсатора через контакт, образованный сжатыми вместе проводами). Свойства термопары могут дрейфовать из-за диффузии газов в металле, особенно при высоких температурах. Кроме того, если вдоль провода термопары имеется большой температурный градиент, то в этом проводе при наличии неоднородностей и недостаточной чистоте может появиться собственная термоэдс.