4. Термоэлектрические термометры

Принцип дії заснований на виникненні ЕРС у електричному колі, складеному з різнорідних провідників за нерівності температур у місцях з’єднання провідників (ефект Зеебека).

Включення вимірювального приладу

Матеріали для термоелектордів

Нормальний термоелектрод – чиста платина.

Позитивними умовно називають матеріали, у яких у парі з платиною струм у більш гарячому кінці ( ) рухається від платини до цього матеріалу. При цьому платина є негативним електродом.

За звичай підбирають пару з великим значенням термо-ЕРС.

Для з’єднання кінців провідників застосовують пайку та зварювання.

Робочий кінець занурений у вимірювальне середовище, а вільний – у навколишнє (атмосферу).

Стандартні термопари наведені у таблиці

Таблиця

Умовне позначення	Найменування	Межа вимірювань,
		нижня	верхня
ТПП	платинородій - платина
ТПР	платинородій (30 % ) - платинородій (6 % )
ТХА	хромель - алюмель
ТХК	хромель - копель
ТНС	сплав - сплав

Найбільшу термо-ЕРС має термопара ТХК.

Власна похибка термопар складає від 0,25 до 2,5 % в залежності від типу спаю.

Конструктивна схема

Рис. 1.5 – Будова термо- електричного термометра

Конструктивне виконання термоперетворювачів визначається умовами їх використання та найбільш узагальненим є виконання, яке показане на рисунку 1.5. Термоелектричний перетворювач у своєму складі має два термоелектроди 1, що з’єднуються у спаї 2. Захисний чохол 3 запобігає механічному та хімічному руйнуванню термоелектродів під впливом зовнішніх чинників. Термоелектроди вкриті шаром електро- та термоізоляції 4, а зовні весь термоперетворювач для запобігання випадковим контактам та окисленню має захисний корпус 5 з основою 6, під яким знаходяться гвинти 7, що з’єднують термолелектроди 1 з подовжувальними дротами 8.

Компенсаційні провідники можна виготовити з тих самих матеріалів, що й термоелектроди термопари, але часто виготовляють з більш дешевих матеріалів. При обранні матеріалу провідників головне, щоб не виникало паразитних термо-ЕРС.

Необхідно враховувати поправку на температуру вільних кінців.

Вимірювання термо-ЕРС

Термо-ЕРС вимірюють двома методами:

1) магнітоелектричними мілівольтметрами з класами точності: 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5.

Прямі вимірювання термо-ЕРС є більш простими.

2) компенсаційний метод вимірювання (більш точний) – порівняння з відомою величиною, термо-ЕРС та падіння напруги спрямовані одна на одну. При цьому фіксується струм за допомогою гальванометра.

Прилади з постійною силою струму у компенсаційному колі називаються потенціометрами, а прилади з постійним опором у компенсаційному колі – компенсографами.

Потрібні нормальні елементи з постійним значенням ЕРС.

Класи точності потенціометрів від 0,02 до 0,2.