- •Кафедра технологии металлов и ремонта машин
- •Цель работы
- •2 Материальное оснащение
- •3 Методы измерения температур при горячей обработке металлов
- •3.1 Температурные шкалы и единицы измерения
- •3.2 Приборы для измерения температур
- •Термоэлектрические пирометры
- •Электрические термометры сопротивления с вторичными измерительными приборами
- •Пирометры излучения
- •Порядок работы и методические указания по ее выполнению
- •Содержание отчета о работе
- •Библиографический список
- •Приложение а протокол результатов градуировки термопары
Термоэлектрические пирометры
Термоэлектрический пирометр (рис.1) состоит из датчика - термопары (термоэлектрический термометр) – и вторичного электроизмерительного прибора (милливольтметр или потенциометр).
Термопара представляет собой соединение двух проводников, называемых термоэлектродами, изготовленных из разных металлов.
При нагревании рабочего «горячего» спая помещенного в объект измерения температуры в термопаре возникает термоэлектродвижущая сила (ТЭДС), измеряемая вторичным прибором (пирометрический милливольтметр магнитоэлектрической системы или потенциометр постоянного тока), к которому подключены свободные – «холодные» концы термопары.
Величина ТЭДС зависит от температуры нагрева. Таким образом, термопарой осуществляется преобразование тепловой энергии в электрическую.
Для технических измерений применяют термопары: хромель-копель (ХК), хромель-алюмель (ХА), платинородий-платина (ПП). Обозначение ХК, ХА, ПП называется градуировкой термопары, положительным электродом в которой является термоэлектрод, материал которого в градуировке стоит первым.
Материалы и марки термопар приведены в таблице 2, а характеристики различных термопар – в таблице 3.
Таблица 2 Марки и материалы термопар
Тип термопары |
Материалы термопары и марки термоэлектродов |
Химический состав материалов термопары |
ТЭДС, мВ при температур, °С |
Диапазон рабочих температур, °С |
Предельная температура кратковременного применения, °С |
|
100 |
500 |
|||||
МК |
Медь-Копель М1-МНМц43-0,5 |
Медь марки М1 содержит ≤ 0,1% примесей Копель-сплав 57% Cu и 43% Ni |
- |
- |
-200 +100 |
100 |
ХК |
Хромель-Копель НХ9,5-МНМц45-0,5 |
Хромель-сплав 89% Ni, 10% Cr, 1% Fe Копель-сплав 57% Cu и 43% Ni |
6,90 |
40,15 |
-200 +600 |
800 |
НК |
Нихром-Константан Х20Н80-МНМц40-1,5 |
Нихром-сплав 20% Cr, 80% Ni Константан-сплав 58,5% Cu, 40% Ni, 1.5% Mn |
- |
- |
0 900 |
1000 |
ХА |
Хромель-Алюмель НХ9,5-НМцАК2-2 |
Хромель-сплав 89% Ni, 10% Cr, 1% Fe Алюмель-сплав 95% Ni, 2% Al, 2% Mn, 1% Si |
4,10 |
20,64 |
-200 +1000 |
1300 |
ПП |
Платинородий-Платина ПР10-П |
Платинородий-сплав 90% Pt, 10% Rh; Платина |
0,64 |
4,21 |
0 1300 |
1600 |
ПР |
Платинородий-платинородий ПР30-ПР6 |
Платинородий марки ПР30 – сплав 70% Pt, 30% Rh; Платинородий марки ПР6 – сплав 94% Pt, 6% Rh |
- |
- |
300 1600 |
1800 |
Таблица 3 Характеристика термопар
Температура горячего спая, °С |
ТЭДС термопар, мВ при 0° холодных концов |
|||
Хромель- Копель ХК |
Хромель- Алюмель ХА |
Платинородий-платина ПП |
Платинородий-платинородий ПР |
|
200 |
14,59 |
8,137 |
1,42 |
- |
400 |
31,49 |
16,395 |
3,24 |
0,81 |
600 |
49,11 |
24,902 |
5,22 |
1,82 |
800 |
66,47 |
33,277 |
7,32 |
3,20 |
1000 |
- |
40,269 |
9,57 |
4,91 |
1200 |
- |
48,828 |
11,95 |
6,90 |
1400 |
- |
- |
14,37 |
9,11 |
1600 |
- |
- |
16,76 |
11,47 |
1800 |
- |
- |
- |
13,93 |
ТКтэдс, мВ/ºС |
83 · 10-3 |
41,6 · 10-3 |
9,15 · 10-3 |
4,91 · 10-3 |
ТКтэдс – температурный коэффициент термоэлектродвижущей силы, показывающий изменение величины ТЭДС при изменении температуры на 1 ºС.