1.2.1. В) Термопары

Принцип действия основан на термоэлектрическом эффекте: при соеди- нении 2-х разнородных проводников в замкнутую цепь (места соединения на- зываются спаями). При нагревании одного из спаев по данной цепи протекает ток, вызванный термоЭДС.

Разные проводники содержат различное число электронов. При нагрева- нии спая электродов электронов перетекают из того проводника, где их больше, туда, где их меньше.

Схема термопары:

1,2 – проводники (электроды)

1’, 2’ – соединения электродов (спаи)

1’ – горячий, помещается в контролируемую среду

2’ – холодный, подключен к прибору е1, е2 – ЭДС горячая и холодная спаи е = е1 - е2 – ЭДС термопары

ЭДС ТП зависит не только от разных t спаев, но и от их абсолютного зна- чения.

Оснавная характеристика – коэффицент α

^{  l} _t ^*100%

Применяется t градуировки холодная спая 20 ⁰С. Основная погрешность показаний ТП связанная с отклонением температуры холодных спаев, которая присоединится ко 2-ому прибору, от данной температуры.

Для устранения погрешности применяют специальные схемы ЭДС дан- ных холодных спаев.

Применяется мостовая схема, имеется 4 плеча, в каждом из которых включены соответствующие сопротивления R1,R2 – постоянного сопротивле- ния, величины которых не зависят от t. R_t - термосопротивление, не зависящее от t. R3 – потенциометр.

Данный мост имеет 2 диагонали: 5-6 – питающая диагональ, включающая источник постоянного тока, 3-4 – измерительную диагональ

Когда мост уравновешен, U измерительная диагональ U=0. Условие рав- новесия моста определяется следующим соотношением: равенство произведе- ний сопротивлений противоположных плеч

Rt  R2  R1 R3

При увеличении температуры холодных спаев увеличение Rt приводит к разбалансированию моста. В измерительной диагонали возникает U.

Параметры данного моста так, чтобы U, возникающее в измерении диа- гонали было равно изменению ЭДС холодных спаев и направлено навстречу ему, т.е.

^U₃₄^{= е2}

^е2 - отклонение ЭДС холодных спаев от ЭДС его градуировки

В качестве материалов электродов ТП применяют Pt , ее сплавы, сплавы др. металлов.

Конструкция

ТП изготавливают в виде проволоки, изолированную друг от друга квар- цевыми или фосфорными трубочками и помещенную в защитно-металлический кожух.

1.2.1.г) Манометрические термометры

Состоят с термобалона, капиллярной трубки и датчика давления (манометра). Термобалон размещается в окружения, где измеряется температура. Температура окружения воздействует на физическое состояние вещества внутри баллона, что приводить к изменению давления. Это давление через капиллярную трубку передается на расстояние в 60 м, диаметр трубки

0,2-0,5 и фиксируется манометром, шкала градуирована в градусах Цельсия. Материал нержавеющая стиаль, трубка медная В качества чувствительных веществ используют газы, жидкость и газожидкосные смеси. Диапазон измерительных температур от -50 С к 600 С. Класс точности примерно 1,5. Могут использоваться в пожаро-, взрывоопасном окружении. Манометрические

термометры бывают газовые и жидкостные:

А) газовые – заполнены азотом под давлением 1-5 МПа, в зависимости от температуры изменяется давление газа в баллоне. Изменение давление выражено зависимостью

^{Р  Р  Р}₀ ^{ Р}₀ ^{  (t  t}₀ ⁾

где Р - давление газа при температуре

измерения,

^Р₀ ^{- при температуре 20 С (температура градуировки),}

_{ - объемный коэффициент расширения газа. Погрешность}

связанная с колебанием давления отсутствует из-за высокого

₀

^Рнач ^.

Погрешность связанная с отклонением

^Т _ос

от 20

С (температура градуировки)

_{в каторой находится капилляр; погрешность рассчитывается для капилляра и}

манометрической части

t  ^V

V

0

(t  t₀ )

где V - объем капилляра

манометрической части, V₀ - объем баллона, t - окружающая среда, t₀ - 20 С Недостатки: 1) высокая инерционность связ.низким коэф.теплопередачи

от металла корпуса баллона к газу находящемся в баллоне. 2) низкая

теплоемкость газа. 3) значительные размеры баллона (трудно вставить в трубки

малого диаметра).

Б) жидкостные заполнены кселолом. ртутью под давлением 1-2 МПа.

^{Р  } _ ^{ t , где  - объемный коэффициент расширения жидкости,  -}

объемный коэффициент сжатия жидкости.

_{Кселол T  20  200 , ртуть T  50  600}

t - разность температур

_{Колебание атмосферного давления не вызывает погрешности из-за}

высокого

^Рнач

и предохраняет жидкость от вскипания. Недостаток:

₀

Погрешность связанная с отклонением

^Т _ос

от 20

С (температура градуировки),

погрешность при различном расположении манометрической части и термобалона ( можно устранить при монтаже прибора с помощью коллектора).

Относительная погрешность 0,5 до 2,5%. Выпускают с электрическими и пневматическими преобразователями.