Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Термоэлектрические термометры (термопары)
Известно, что в замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных проводников (например, хромель и копель или железо и копель и т. д.), возникает термоэлектродвижущая сила (ЭДС), если их горячий 2 и холодный 12 и 13 спаи имеют различную температуру (рис. 3.15). Изменение температуры рабочего спая вызовет соответствующее изменение ЭДС, воспринимаемой вторичным электрическим прибором (гальванометром, милливольтметром или потенциометром). Значение ЭДС зависит от материала проводов и температуры горячего и холодного спаев. Обозначают термоэлектрические термометры первыми буквами электродов, например ТХК — термометр хромель-копелевый. Изготовляют следующие типы термоэлектрических термометров (ГОСТ 3044-84): ТВР (материал термоэлектродов: вольфрам-рений (W-Re); ТПР (материал термоэлектродов: платинородий(Pt-Rh); ТПП (материал термоэлектродов: платинородий-платина (Pt-Rh-Pt); ТХА (материал термоэлектродов: хромель-алюмель (Ni+Cr-Ni+Al, Si, Mn, Со); ТХК (материал терме - электродов: хромель-копель(Ni+Cr-Cu+Ni); ТМК (материал термоэлектрс- дов: медь-копель(Cu-Cu+Ni); ТЖК (материал термоэлектродов: железо-кок- стантан(Fe-Cu+Ni, Mn, Fe)). Для устранения погрешностей в показаниях прибора к свободным концам присоединяют компенсационные провода, которые отводят в зону с постоянной и известной температурой. Компенсационные провода изготовляют из тех же материалов, что и термопары или создающих такую же ЭДС. При пользовании компенсационными проводами нужно проверять соответствие их термометру и правильность присоединения. Так как прибор градуирован при 0 °С, то действительную температуру свободных концов учитывают с соответствующей поправкой на показания прибора или применяю: специальное устройство, автоматически компенсирующее изменение температуры свободных концов. Электроды обычно защищают фарфоровыми и стальными чехлами. В зоне измеряемых температур следует располагать только наконечник термопары. В головке термопары электроды соединяются с компенсационными проводами. С помощью термопар измеряют температуры в пределах от минус 50 до плюс 1300 °С. Магнитоэлектрические милливольтметры. Прибор состоит из постоянного магнита подковообразной формы (рис. 3.16), на концах которого закреплены полюсные наконечники, а между наконечниками — железный цилиндрический сердечник. Между сердечником и наконечниками образуетсяцилиндрический кольцевой зазор, в котором находится рамка, состоящая из большого числа витков тонкой медной проволоки. Рамка опирается иглами (кернами) на две опоры. Магнит создает в кольцевом зазоре постоянное магнитное поле. К двум концам рамки через спиральные пружины подводится электрический ток от термоэлектрического термометра. Протекающий по рамке ток взаимодействует с магнитным полем, вследствие чего рамка вращается в определенном направлении. Вращению рамки противодействует упругая сила пружин, поэтому рамка остановится в некотором положении, определяемом силой тока, проходящего по ней. Вместе с рамкой вращается укрепленная на ней стрелка. Шкала прибора градуируется в милливольтах и градусах Цельсия (°С).
Термометры сопротивления Принцип действия термометров сопротивления (рис. 3.17, а) основан на использовании изменения электрического сопротивления металлических проводников при изменении температуры. Чувствительный элемент прибора изготовляют из платиновой проволоки — для измерения температуры в пределах от минус 200 до плюс 750 °С (термометры ТСП) или из медной проволоки — для измерения температуры от минус 5 до плюс 180 °С (термо-метрыТСМ).
Питание схемы постоянным током осуществляется от аккумулятора небольшой емкости или от электрической сети переменного тока через выпрямитель. В качестве вторичных приборов, показывающих или самопишущих, применяют логометры и уравновешенные автоматические мосты. К одному прибору можно подключать несколько термометров сопротивления. В отличие от термопар температуру измеряемой среды отсчитывают по вторичному прибору без поправки на температуру свободных концов. Защитные чехлы термометров сопротивления по конструкции похожи на чехлы термопар. Соединительные провода (медные) должны иметь сопротивление, соответствующее сопротивлению, указанному на шкале прибора. В случае несоответствия сопротивления соединительных проводов необходимо подключать подгоночное сопротивление из манганиновой проволоки. Вторичными измерительными приборами для термопреобразователей сопротивления служат логометры. Подвижная система логометра (рис. 3.17, б) состоит из двух скрещенных под острым углом (10-20 °С) и жестко связанных между собой рамок 4, свободно вращающихся на одной оси в каменных подпятниках. Рамки размещены в зазоре между цилиндрическим сердечником и полюсными башмаками постоянного магнита 3. На каждой из рамок намотано одинаковое число витков тонкой медной проволоки. В отличие от магнитоэлектрических милливольтметров (см. рис. 3.16) в ло- гометрах зазоры увеличиваются от центра полюсных башмаков к их краям. В связи с этим магнитное поле, в котором помещены рамки, неравномерно, так как его напряженность уменьшается от центра к краям полюсных башмаков. Питание прибора осуществляется от батареи напряжением 4В, включенной так, что вращающие моменты М1; М2 рамок направлены навстречу друг другу. К рамкам ток подводится через пружинки из тонких серебряных ленточек. Эти пружинки возвращают стрелку 6 прибора в исходное положение при снятии напряжения. Ток от батареи 2 проходит в двух направлениях: через постоянный резистор и одну из рамок и через термопреобразователь сопротивления и вторую рамку. В случае равенства сопротивления в обеих цепях токи в рамках будут одинаковы, тогда подвижная система займет симметричное положение относительно линии, проходящей через точки с максимальной магнитной индукцией в обоих зазорах, поскольку действующие на рамки вращающие усилия направлены встречно. Угол поворота подвижной системы зависит от отношения сил токов, проходящих в рамках. Если термопреобразователь под влиянием температуры изменит свое сопротивление, то через одну рамку логометра пойдет ток большей силы и подвижная система будет поворачиваться в сторону большего диаметра. При повороте подвижной системы рамка, по которой течет ток большей силы, переходит в место, где поле более слабое, и усилие, действующее на эту рамку, уменьшается. Одновременно другая рамка, поворачиваясь в том же направлении, войдет в более сильное поле и действующее на нее вращающее усилие увеличится. Угол отклонения стрелки будет пропорционален изменению сопротивления термопреобразователя и, следовательно, его температуры, что дает возможность градуировать шкалу логометра в градусах. Пирометры В котельной технике при наладочных работах или при теплотехнических испытаниях применяют оптические пирометры (ОППИР). Наибольшее распространение получили оптические пирометры (визуальные с нитью переменного накала). Принцип действия прибора основан на сравнении яркости тела с яркостью нити пирометрической лампы. При этом в качестве чувствительного элемента для фиксирования равновесия яркости двух одновременно рассматриваемых изображений тел служит человеческий глаз. Вследствие этого измерения температуры пирометром с нитью отличаются известной субъективностью, что следует иметь в виду при их применении. Диапазон измеряемых им температур от 700 до 8000 °С в видимой области спектра. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-22; Просмотров: 641; Нарушение авторского права страницы