6.2. Схемы подключения термопар к измерительному прибору.
Для измерения термо-ЭДС в цепь термопары включается измерительный прибор (милливольтметр, потенциометр и т.п.) по одной из двух схем.
6.3. Способы измерения термо –ЭДС термопар.
1. Компенсационный метод измерения.
2. Измерение с помощью милливольтметра.
3. Измерение с помощью потенциометра.
6.4. Стабилизация и компенсация температуры свободого спая.
.
6.5. Поправки на температуру свободных концов термопар.
7. Неконтактные методы измерения температуры: оптические, радиационные и фотоэлектрические пирометры.
7.1.Оптические пирометры.
7.2. Радиационные пирометры.
Диапазон измерения : от 900 до 1800° С.
7.3. Фотоэлектрические пирометры.
8. Приборы для измерения температуры высокоскоростных газовых потоков подразделяются на:
-Термометры расширения. Наибольшее распространение получили ртутно-стеклянные термометры (диапазон от −30 до +750°С) и биметаллические, действие которых основано на расширении твердых тел. Они изготавливаются в виде пластины или ленты, свернутой в спираль, состоящей из двух металлов (инвара и латуни) с разными коэффициентами расширения. Предел измерения от −40 до +400° С.
-Манометрические термометры. Принцип действия основан на зависимости между температурой и давлением рабочего вещества, заключенного в замкнутую систему. Подразделяются на:
а) газовые, диапазон измерения от −60 до +550°С (наиболее распространены);
б) жидкостные (ртуть), диапазон от −30 до +550°С.
-Термоэлектрические термометры (термопары ТПП — платинородий — платина до 1300°С; ТХА до 900−1000°С; ТХК — до 600°С).
-Термометры сопротивления.
Минусы :
1. При измерении температуры высокоскоростных газовых потоков появляется новый источник погрешностей, обусловленный дополнительным нагревом газа за счет трения.
2. При измерении температуры газового потока большой скорости, необходимо учитывать как влияющий фактор частичное торможение потока в зоне расположения термоприемника, вызывающее дополнительный нагрев рабочей части термоприемника.
9. Измерение температуры твердых тел и их поверхности.
При измерении температуры различают 2 метода – контактный и бесконтактный.
К приборам контактного метода относятся:
• термометры расширения, измеряющие температуру по тепловому расширению жидкостей (ртуть, керосин, спирт) (жидкостные термометры) или твердых тел (дилатометрические и биметаллические термометры);
• термометры манометрические, использующие зависимость между температурой и давлением газа (газовые термометры) или насыщенных паров жидкости (конденсационные термометры), а также между температурой и объемом жидкости (жидкостные термометры) в замкнутом пространстве термосистемы;
• термометры (преобразователи)термоэлектрические, действие которых основано на измерении термоэлектродвижущей силы (термо-э. д. с.), развиваемой термопарой (спаем) из двух разнородных проводников (ТХА, ТХК, ТПП и др);
• термометры (термопреобразователи) сопротивления, использующие зависимость электрического сопротивления вещества (медь, платина) от его температуры (ТСМ, ТСП и др.);
Выбор метода измерения температуры зависит от диапазона измеряемых температур, требуемой точности, быстродействия и допустимой величины входного теплового сопротивления измерительного устройства, т.е. его входной теплоемкости.
В диапазоне низких и средних температур используются в основном контактные методы измерения, при этом используются термометры сопротивления и термоэлектрические преобразователи (термопары). В терморезисторных преобразователях используется свойство проводников или полупроводников изменять свое сопротивление при изменении их температуры. В термометрах сопротивления обычно используют в качестве проводников медь или платину.
Преимуществом медных термометров сопротивления является линейная зависимость их сопротивления от температуры : R=R0(1+0,004ΔT), где R0 - сопротивление при 293° К. Чувствительность такого ПИП 0,004R0K-1, а относительная чувствительность 0,004K-1. Недостатком медных термометров сопротивления является узкий температурный диапазон (220-400К).
С целью расширения этого диапазона применяют платиновые термометры сопротивления. Их использование возможно до 1400К. Однако, зависимость их сопротивления от температуры имеет нелинейный характер, что является их недостатком.
Значительно более высокие температуры позволяют измерять термоэлектрические преобразователи – термопары. Верхняя граница их диапазона достигает 2300К. Недостатки – высокая инерционность и очень низкий коэффициент полезного действия.