4. Дистанційне вимірювання температури за допомогою термопари

У випадку використання термопари як датчика температури для дистанційних вимірювань холодні кінці термопари підключають безпосередньо до контактів магнітоелектричного приладу (рис. 4.1), шкала якого тарується безпосередньо в градусах . Розрахунок такого датчика передбачає побудову статичної характеристики при і визначення похибки за шкалою приладу при можливому відхиленні температури навколишнього середовища від значення , при котрому була тарована шкала приладу.

Рис. 4.1. Схема термоелектричного датчика температури

Рис. 4.2. До визначення похибки термодатчика

Спосіб побудови статичної характеристики датчика відрізняється від способу побудови статичної характеристики вимірювального елемента, описаного в розділі 2, тільки заміною на .

Визначення похибки тарування, викликане нестабільністю , можна провести графічно та аналітично. За відсутності похибки температурі відповідає у вигляді відрізка МС (рис. 4.2), при відхиленні зобразиться відрізком MD, меншим від МС, на DС=АВ. Якщо відрізок MD переміщувати вліво паралельно самому собі так, щоб точка М рухалась по характеристиці, то точка D потрапить на вісь абсцис у точку Q і визначить похибку тарування . Міркування, які випливають із геометричних співвідношень, зображених на рис. 4.2, дозволяють обчислити цю похибку

, (4.1)

де і є відповідно при та поточному значенні .

На пологій ділянці характеристики .

Задача 3

Розрахувати характеристики термопари для роботи в режимі датчика температури при дистанційних вимірюваннях.

Вихідні дані

• Діапазон вимірюваної температури – .

• Тарування приладу при температурі навколишнього середовища – .

• Можливі відхилення температури навколишнього середовища – .

• Довжина провідників термопари – .

• Опір приладу – .

Відповідні значення вихідних даних узяти з таблиці 4.1 згідно з варіантом.

Завдання

• Розрахувати статичну характеристику датчика температури на основі термопари для дистанційних вимірювань.

• Визначити похибку тарування датчика.

Таблиця 4.1

Значення вихідних даних для варіаінтв завдань задачі 4

№
1	2	3	4	5	6
1	0-800	20	40	20	100
2	0-400	15	20	15	60
3	0-500	20	30	10	70
4	0-600	10	40	5	80
5	0-700	15	10	20	90
6	0-600	20	20	15	100
7	0-500	10	30	10	70
8	0-400	15	40	5	80
9	0-300	10	30	5	90
10	0-300	25	20	20	70
11	0-700	10	20	10	70
12	0-600	20	30	15	80
13	0-500	30	40	20	90
14	0-400	10	20	5	100
15	0-300	20	30	10	70
16	0-400	30	40	15	80
17	0-500	10	20	20	90
18	0-600	20	30	5	100
19	0-700	30	40	10	70
1	2	3	4	5	6
20	0-800	10	20	15	80
21	0-900	20	30	20	90
22	0-1000	30	40	10	100

Порядок розрахунку

1. За заданим діапазоном згідно з таблицею 2.1 вибрати відповідну термопару з оптимальним перерізом її провідників ; .

2. Використовуючи дані таблиці 2.2, за формулою (2.3) знайти , Ом,

, Ом.

3. Скориставшись співвідношенням (2.2), обчислити напругу на виході вимірювального елемента в режимі холостого ходу в робочому діапазоні температур з вибраним сталим кроком (прийняти Е_в = 0, оскільки сплав В відсутній). Дані записати в робочу таблицю:

, В

4. Розрахувати статичну характеристику, тобто напругу на виході вимірювального елемента, при реальному навантаженні в робочому діапазоні температур

, В.

5. Побудувати графік .

6. Визначити границі значень K(min, max) при температурах та .