3.5.2. Измерение термо э.Д.С.

Милливольтметры постоянного тока позволяют непосредственно измерять величину термо э.д.с. Чаще всего для этой цели используются приборы магнитоэлектрической системы. Их достоинства: высокая чувствительность, хорошая устойчивость к действию внешних электромагнитных помех, равномерная шкала.

В общем виде угол поворота подвижной оси прибора, подключенного к термопаре зависит от целого ряда параметров:

 = F(t₀, t₂, R_r, R_вн)

Здесь t₀ – температура концов компенсационных проводов со стороны прибора; t₂ – температура горячего спая термопары; R_r – сопротивление милливольтметра, складывающееся из сопротивления рамки и добавочного резистора; R_вн – сопротивление внешней цепи, складывающееся из сопротивления термопары, компенсационных и соединительных проводов и включенной последовательно с ними подгоночной катушки. Подгоночная катушка предназначена для того, чтобы в реальных условиях довести общую величину R_вн до значения, при котором был отградуирован прибор. Для уменьшения методической погрешности измерения термо э.дс. милливольтметр должен иметь как можно больше внутренне сопротивление, а оно должно не зависеть от температуры окружающей среды. Для этого добавочное сопротивление милливольтметра выполняют манганиновым проводом.

Классы точности переносных магнитоэлектрических милливольтметров 0,2; 0,5; 1,0, а стационарных 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. Они могут быть показывающие, самопишущие и регулирующие. Шкала может градуироваться как в милливольтметрах, так и в градусах Цельсия (для определенной термопары).

Снижение влияния сопротивления внешней цепи обеспечивается увеличением диаметра соединительных проводов.

Для исключения влияния отклонения температуры t₀ свободных концов от градуировочной вместо термостатов широко используют так называемые коробки КТ для автоматической компенсации изменения термо э.д.с. Коробка КТ представляет собой промежуточную мостовую схему с внешним электропитанием включаемую между компенсационными проводами и соединительными проводами прибора-милливольтметра (рис. 3.6).

Рисунок 3.6 Использование коробки КТ для повышения точности термоэлектрического термометра

Материал резисторов плеч моста (медь, манганин) и величины резисторов подобраны таким образом, чтобы нейтрализовать изменение термо э.д.с. от изменения температуры среды.

Потенциометры (компенсаторы) постоянного тока измеряют сигнал термоэлектрического термометра нулевым методом сравнения с известным напряжением, заданным нормальным элементом. Потенциометры исключают погрешности, связанные с изменением сопротивления внешней цепи. Высокая точность достигается за счет использования высокостабильных нормальных элементов, изменение э.д.с. которых за год работы не превышает десятых долей процента. Основные преимущества компенсаторов: отсутствие тока в цепи термометра в момент измерения, исключение операции измерения величины тока. Индикатором является нуль-орган.

Неавтоматические потенциометры имеют класс точности от 0,0005 до 0,2, а автоматические от 0,25 до 1,0. Градуировка шкалы выполняется в милливольтах или непосредственно в значениях температуры с указанием типа термопреобразователя.