37 Термоелектричні термометри: принцип дії, устрій. Стандартні градуїровки

тпт.

Принцип дії термоелектричних термометрів ( термопар ) грунтується на

ефекті виникнення електрорушійної сили (ЕРС) в замкнутому ланцюгу, який складається із різнорідних провідників А і В, при умові, що місця їхніх з’єднань мають різну температуру. Ефект був відкритий російським вченим Епінусом та німцем Зеебеком і пояснюється тим, що виникнення ЕРС (або її ще називають контактною різницею потенціалів) пов’язане з вільними електронами в металах, які переміщуються з металу, де їх концентрація більша, в метал, у якого концентрація електронів менша.

Найбільше розповсюджені наступні

типи стандартних термопар (першим в запису вказується електрод з надлиш ком електронів і який, після їхнього переміщення до другого електроду термопари, має позитивний заряд):

1) Платинородій (склад: 10% родію та 90% платини

2) Платинородій (30% родію) – платинородієві (6% родію).

3) Хромель – алюмелеві

4) Хромель – копелеві. Копель – сплав міді (Cu є основа – 56%) та Ni

(43%) + Mn (0,5% - марганцю).

5) вольфрамреній (5% - Re) – вольфрамренієві ( 26% - Re ).

6) Залізо-констатановіта градуювальної характеристики

7) Мідь-констатанові.

Градуювальні характеристики термопар стандартизовані. Вони є статичними характеристиками перетворення і показують залежність ТЕРС термопари від температури робочих кінців (робочого спаю) при температурі холодного спаю, що дорівнює 0 ⁰С.

Ефективним методом усунення похибки від впливу зміни температури холодного спаю є використання компенсаційних дротів, які входять в комплект термопари, і які служать для відведення холодного спаю на певну відстань, де можливе його розташування в зоні постійної температури. Компенсаційні дроти виробляються в більшості із тих же металів, що і електроди.

Одним із найбільш ефективних, є метод використання мостових схем для

введення поправок на нестабільність температури холодного спаю при зміні температури навколишнього середовища. Термопару і вимірювальний (вториний) прилад ВП вмикають послідовно з вимірювальною діагоналлю мостової схеми з опорами 1 2 3 4 R ,R ,R iR , яка живиться від батареї .

За такою схемою випускаються мілівольтметри типівЩ4500, Щ4540 з однопозиційним регулюванням, таЩ4516 з аналоговими законами регулювання. Класи точності від 0,5 до 2,5. У наш час для вимі-

рювання швидкозмінних по температурі процесів в комплекті із термопар використовують цифрові мілівольтметри типів А561 та ЦТ-300 з великим . вх R

Із наведених типів термопар, видно, що термоелектрорушійна сила, яку розвиває термопара, як правило, сягає одиниць , а в кращому випадку десятки мВ.

Для її збільшення використовують батарейне ввімкнення n термопар (рис.

Для забезпечення вимірювання температури з високою точністю використовуються схеми приладів, які побудовані за схемами компенсаційного типу (потенціометричні).

Компенсаційний метод грунтується на зрівноважені (компенсації) вимірюваної ТЕРС термопари рівною по величині, але оберненою по знаку відомою різницею потенціалів, яка утворюється за допомогою допоміжного джерела струму .

атестований.