Термопары.

Принцип действия основан на термоЭДС (если взять два провода и соединить их, места соединений нагреть до различных температур T1 и T2, то в цепи потечет электрический ток).

Места соединения металлов называются спаями:

Т 2 спай1

Т1 спай2

Если один из спаев разорвать и поставить милливольтметр, то он будет показывать Е = f(T1 – T2).

Т2

Т1

Для того, чтобы использовать термопары в качестве измерителя температуры, необходимо взять спай со стабильной температурой и ЭДС будет функцией нерабочего спая: Е = f (Т).

Различные термопары имеют различные термоЭДС.

Эталонная термопара: составляется из двух сплавов.

• платинародий (90% - платина, 10% - родий),

• чистая платина.

Такая термопара может измерять длительно температуру до 1400⁰С, кратковременно – 1600⁰С.

Промышленные термопары:

Характеристики термопар и погрешности.

1. Характеристика нелинейная, она задается градуировочной таблицей или графиком, это зависимость температуры горячего спая от температуры холодного спая.

2. Погрешность от изменения температуры нерабочего спая.

3. Погрешность от изменения сопротивления линии термопары и указателя зависимости изменения от окружающей среды.

4. Погрешность инерционная.

1. Погрешность от изменения температуры нерабочего спая.

Е

Т

По оси Х – температура рабочего спая, при условии, что температура нерабочего спая равна нулю. Пусть изменяется температура нерабочего спая, тогда ЭДС уменьшается на ΔЕ. Т – измеряемая температура, но будет показываться на ΔЕ меньше.

Необходимо вводить поправку ΔТ = Т – Т изм;

Расчет поправки:

Эту величину необходимо добавлять к показаниям для уменьшения погрешности.

Пирометры.

Это безконтактные приборы для измерения излучения нагретого тела (т.е. измеряет температуру).

Выделяют:

• пирометры полного излучения (радиационные);

• пирометры частичного излучения (яркостные);

• световые пирометры;

Яркостные пирометры.

Яркость поверхности объекта сравнивается с поверхностью образцового излучателя в видимой (узкой) части спектра.

Большое значение будет иметь коэффициент неполноты излучения на данном диапазоне.

Показания не зависят от расстояния объект и его результатов.

Измерение давления.

1 Паскаль – единица измерения.

1Па = 1Н/1м²

1МегаПа = 10⁶

Несистемные: атмосферные = 1кгс/см = 10⁵

мм ртутного столба = 133,3 Па

мм водного столба = 9,8 Па

Приборы для измерения давления:

• манометры (давление выше атмосферного);

• вакуумметры (давление ниже атмосферного);

Микронометры – напорометры;

Микровакууметры – натягометры;

Дифференциальные манометры – измеряют разность давлений.

Манометры разделяют:

• жидкостные;

• пружинные с упругим преобразователем;

• электрические;

Жидкостные манометры.

С теклянная V – образная трубка заполненная на половину жидкостью. Один

P конец открыт и подается давление и в одном

давление меньше, в другом выше.

Избыточное давление уравновешивается

столбом жидкости. Отсчет суммируется от двух показаний – вверх от нуля и вниз от нуля (в этом недостаток).

Чашечный манометр:

P

Площадь левого колена намного больше площади правого, изменение столба жидкости будет прямо пропорционально площади. Т.е. опускание чашки незначительно от подъема, отсчет от одного уровня, от нуля (в одну сторону).

Поплавковый дифференциальный манометр:

Д ва колена на ½ заполнены и соединены между собой. Уровень в одной трубке определяется действием поплавка.

Р₁ > P₂

ΔP = h(γ_p – γ_c)

γ_p – плотность рабочей среды жидкости;

γ_c – плотность среды;

ΔP = h(1 + S₁ / S₂)(γ_p – γ_c)

ΔP = kh

Перемещение поплавка измеряется замкнутым индуктивным датчиком.

Кольцевой дифференциальный манометр:

Трубка с перегородкой на ½ наполнена жидкостью и подвешена на призме, т.е. может качаться.

Если P₁ > P₂, то жидкость вытесняется и появляется разность уровней и возникает вращающий момент М_В.

- вращающий момент;

- тормозящий момент;

Если , то

Для получения равномерной (линейной) шкала необходимо использовать арксинусный преобразователь. Для электрического сигнала надо использовать потенциометр с характеристикой арксинус.

Колокольный дифференциальный манометр:

К олокол погружен в жидкость. Внутри него Р₁, снаружи Р₂.

На колокол действует выталкивающая сила, пропорциональная разности давлений (и это равно массе жидкости, вытесненной колоколом). Сила уравновешивается пружиной; если не было бы уравновешивающей силы, то колокол бы выпрыгнул. Перемещается измерительный дифференциальный трансформаторный датчик.