Балтийская Государственная Академия рыбопромыслового флота

Судомеханический факультет

Лабораторная работа №4

По предмету «Приборы и техника измерений, математическое моделирование холодильных, криогенных систем и скв».

“Дистанционное измерение температуры”

Выполнил курсант: Щербаков Е. В.

Группа: УХ-21

Проверил преподаватель Ейдеюс А. И.

Калининград 2004

1. Способы и средства измерения э.Д.С. Термопар.

Термопары — это цепь из двух соединенных между собой разнородных проводников А и В, называемых термоэлектро­дами (рис. 3.2). Места соединения термоэлектродов называют концами (спаями). Спай 1, помещаемый в измеряемую среду и принимающий ее температуру I, является рабочим; спай 2, 3 (рис. 3.2, а) и 2 (рис. 3.2,6), имеющие постоянную темпера­туру А), называются свободными.

Действие термопары основано на эффекте Зеебека. Этот эф­фект заключается в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термоэлектродвижущая сила (термо - э. д. с.), если их спаи имеют различную темпера­туру. Средняя энергия электронов проводимости зависит от природы проводников и температуры. На горячем конце элек­троны имеют более высокие энергию и скорость, чем на холод­ном. Поэтому электроны перемещаются к холодному концу и накапливаются там; на горячем конце остается некомпенсиро­ванный положительный заряд. Процесс накопления заряда про­должается до тех пор, пока возникшая разность потенциалов не вызовет поток электронов в обратном направлении. Эта раз­ность представляет собой объемную составляющую термо - э. д. с. Контактная составляющая термо - э. д. с. создается вследствие разности потенциалов в спае термоэлектродов, выполненных из материалов различной природы. Состояние подвижного равно­весия наступает, когда поток электронов от горячего спая к хо­лодному станет равным потоку в обратном направлении.

Для подключения вторичного прибора цепь термопары раз­рывается в свободном спае или в одном из термоэлектродов.

Способ изготовления спаев (сварка, пайка, механический кон­такт), их размеры не влияют иа величину термо - э. д. с., если температура во всех его точках одинакова.

В случае неравенства температуры концов третьего провод­ника (см. рис. 3.2) возникает паразитная_термо - э. д. с. термо­пар, состоящих из этого проводника и термоэлектродов. Иска­жения основной термо - э. д. с. предотвращаются поддержанием одинаковой температуры мест присоединения, а также примене­нием проводников, термоэлектрические свойства которых близки к свойствам термоэлектродов.

Схема измерения термо - э. д. с. с помощью милливольтметра показана на рис. 3.6. Цепь состоит из термопары R_Т, компенса­ционных проводов R_К,П термостатной коробки, которая поддерживает температуру to, соединительных проводов R_С,П, милли­вольтметра R_М, подгоночного R₁ и дополнительного R_Д сопро­тивлений. В магнитоэлектрических милливольтметрах использу­ется действие магнитного поля постоянного магнита на рамку, по которой течет ток. Рамка выполняется из сотен витков тон­кой медной или алюминиевой проволоки. Ее укрепляют по центру сердечника на кернах или подвесках. Вращению рамки противодействуют спиральные пружины или подвески. Рамку подключают к электрической цепи, в которой изменяется термо - э. д. с. При протекании тока возникает вращающий момент, который уравновешивается противодействующим моментом. Угол поворота рамки и жестко с ней связанной стрелки про­порционален силе тока, протекающего по рамке.

Милливольтметр измеряет напряжение на зажимах а и b.

Внутреннее сопротивление милливольтметра состоит из со­противления его рамки R_M и добавочного сопротивления R_Д которое предназначено для компенсации погрешности, возникающей при изменении температуры. Рамку милливольтметра изготовляют из медной или алюминиевой проволоки, добавочное сопротивление — из манганиновой.