Градуировочные кривые термопар: 1 - хромель-копелевой хк, 2 - хромель-алюмелевой ха, 3 - из сплава нк-са, 4 - платинородий-платиновой пп, 5 - платинородий-платинородиевой пр30/6

Платинородий-платиновая термопара ТПП, изготовляемая из благо­родных металлов и широко применяемая в технике, характеризуется высокой воспроизводимостью градуировочной характеристики и ста­бильностью, предназначена для измерения температур до 1200-1300 °С. При повышении верхнего предела измерения ее стабильность существен­но снижается, а при длительной работе вследствие летучести родия из платинородиевого термоэлектрода уменьшается термо-эдс. Недостатка­ми этой термопары являются небольшая чувствительность и высокая стоимость термоэлектродного материала.

Платинородий-платинородиевая термопара ТПР, также изготовля­емая из благородных металлов, предназначена для измерения температур от 1200-1600 °С, при которых ее градуировочная характеристика стабильна. Из градуировочной кривой видно, что термо-эдс термопары при температурах до 200 °С равна нулю. Поэтому отпадает необходи­мость в компенсации температуры ее свободных концов.

По остальным основным характеристикам термопары ТПП и ТПР аналогичны друг другу. Из-за высокой стоимости их термоэлектроды делают малых размеров (Ø 0,5-0,6 мм). Используют эти термопары только для измерения температур, превышающих 1000 °С, так как при более низких температурах с успехом могут быть применены более де­шевые.

Термопары хромель-алюмелевые ТХА, хромель-копелевые ТХК и из спецсплавов ТНС изготовляют из неблагородных металлов. Самыми распространенными являются термопары ТХА и ТХК, применяемые в различных отраслях промышленности.

Хромель-алюмелевые термопары ТХА, как правило, служат для измерения температур не выше 1000—1100 °С и редко до 1250—1300 °С. При работе на воздухе стабильность этих термопар изменяется вслед­ствие выгорания компонентов сплава. Кроме того, их стабильность за­висит от продолжительности работы и диаметра термоэлектродов, кото­рые выполняют по возможности толстыми (до 3,2 мм). На точность показаний влияет также длина погружаемой в печь части термопары. Термопары ТХА имеют линейную зависимость термо-эдс от темпера­туры.

Хромель-копелевые термопары ТХК из-за невысокой жаростойкости копеля применяют для измерения температуры до 600 °С, но чувстви­тельность их в два раза выше, чем термопар ТХА.

Термопары ТНС отличаются от других особой формой градуировоч­ной кривой, которая в интервале температур от 0 до 200 °С близка к нулю. Поэтому изменение температуры холодных (свободных) кон­цов термопары ТНС не влияет на ее термо-эдс. Это является достоин­ством данных термопар; их недостаток — низкая чувствительность. Термопары ТНС применяют для измерения температур до 1000 °С. В интервале температур от 400 до 1000 °С зависимость их термо-эдс от температуры линейна.

Вольфрам-рениевые термопары ТВР являются нестандартными, из­готовляются из тугоплавких металлов и предназначены для измерения температур до 2000—2500 °С в восстановительной атмосфере или ва­кууме. В окислительной атмосфере эти термопары могут работать толь­ко кратковременно (несколько десятков секунд).

При определении температур термоэлектрическими преобразова­телями погрешности измерений, вызываемые действием электрических и магнитных полей, незначительны, поэтому их обычно не учитывают. Погрешности из-за изменения температуры свободных (холодных) концов преобразователей довольно существенны и их следует учитывать. Это объясняется разницей между температурой градуировки, равной 0 °С, и действительной температурой свободных концов. Измерив тем­пературу, вносят, пользуясь специальной таблицей, поправку.

Термостатированием свободных концов преобразователя погрешно­сти компенсируют. Термостатирование можно выполнять тремя способа­ми: ледяной ванной, компенсационным мостом и термоэлектрическим термостатом. Наиболее удобен и отвечает современным требованиям способ термоэлектрического термостата, позволяющий измерять темпе­ратуру с погрешностью ±(5 • 10^-3 ÷ 5 • 10^-5) °С. При этом используют полупроводниковые микрохолодильники ТЛМ, обеспечивающие в режи­ме охлаждения перепад температур не менее 50 °С, а в режиме нагрева — до +50 °С. В качестве регистрирующего прибора применяют цифровой милливольтметр, измеряющий постоянное напряжение от 100 мкВ и выше (например, универсальный вольтметр В7-27 или другие анало­гичные).

Термометры сопротивления широко применяют для измерения температур от —260 до +750 °С. Принцип действия их основан на свойстве веществ изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Наибольшее распространение получили термо­метры сопротивления, чувствительный элемент которых изготовлен из чистых металлов (платины, меди, никеля). Реже используют приборы с чувствительным элементом из полупроводниковых материалов. Мате­риал чувствительного элемента не должен окисляться и должен иметь высокую воспроизводимость значений электрического сопротивления в интервале рабочих температур и монотонную зависимость сопротивле­ния от температуры.

В наибольшей степени указанным требованиям отвечает платина, которая устойчива в воздушной среде и длительное время сохраняет свои градуировочные характеристики до температуры 750 °С. При бо­лее высокой температуре платина начинает распыляться. Недостатками платины являются высокая стоимость и нелинейная зависимость ее со­противления от температуры.

Термометры сопротивления (рисунок ниже ,а-в) представляют собой спираль или катушку из тонкой проволоки, намотанную на каркас 5 или 6 из изоляционного материала и представляющую собой чувстви­тельный элемент 4, заключенный в защитную гильзу 1, от которой он хорошо изолирован.