7.1.1 Методика определения величины тэдс термоэлектрических преобразователей на основе термопар

Рассмотрим несколько вариантов схем.

1. Места соединения рассматриваются как спаи.

Рисунок 70

Прежде чем переходить к расчету данной термопары рассмотрим вспомогательный вариант.

Рисунок 71

Обеспечить опорную температуру можно различными способами. Один из них – поместить спай в термостат. Другой способ – использование эбулиоскопической точки – точки кипения жидкости (между паром и жидкостью) либо криоскопической точки – точки, при которой вещество находится одновременно в трех состояниях (кристалл, жидкость, пар)

ЭДС каждого спая принято обозначать е, ЭДС всей термопары – Е.

Общая ЭДС:

(150)

Если , то , так как

Применительно к рисунку 70 запишем:

(151)

Будем считать, что Т всех спаев равна , тогда

(152)

, (153)

то есть данная термопара эквивалентна термопаре из двух проводников А и В. Однако в данном случае имеется возможность измерения, в первом случае такой возможности нет.

2. Далее рассмотрим следующий вариант схемы:

1 – рабочий спай; 2 – опорный спай; 3,4 – спаи, образованные подсоединительными проводниками Рисунок 72

Общая запись ТЭДС, учитывая рассмотренные выше соотношения:

, (154)

то есть данная цепь эквивалентна термопаре из двух спаев, температуры которых – рабочая и опорная.

3.	Выше был рассмотрен аналогичный вариант, однако в этом случае имеем две разные температуры и .
С – подсоединительный провод Рисунок 73

(155)

Если , то

Общая запись ТЭДС, учитывая рассмотренные выше соотношения:

(156)

Равенство температур обеспечивается, если проводники А и В находятся близко друг к другу и они помещены в малый объем.

3. Вискозиметры с падающим шариком (теория, схемы). Ротационные вискозиметры. Вискозиметры с падающим шариком

В лабораторной практике для определения вязкости широко используются вискозиметры с падающим шариком.

Принцип действия основан на том, что скорость падения шарика в жидкой среде зависит от вязкости.

Сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна , где - сила тяжести ( - плотность шарика), - сила Архимеда ( - плотность среды). Т.к. плотность материала шарика больше плотности среды, то шарик тонет. Сила тяжести и Архимедова сила компенсируются силой сопротивления
	Рисунок 172 – Шарик, погруженный в жидкость

(302)

При ламинарном движении , коэффициент сопротивления .

Т.к. , то, подставляя данное выражение, получим:

(303)

Формула (303) – формула Стокса – определяет скорость движения при установившемся течении сферической частицы в среде.

(304)

Данная формула также может использоваться для измерения диаметра частиц.

1 – шарик, 2 – шестеренчатый насос, 3 – резервуар, 4 – мембранная трубка, 5 и 6 – ограничивающие сетки, 7 и 8 – катушки дифференциального трансформатора, имеющие вторичные и первичные обмотки, 9 – релейный блок, l – измерительный отрезок трубы Рисунок 173 – Принципиальная схема вискозиметра с падающим шариком

Автоматический подъем шарика 1 в исходное положение производится восходящим потоком исследуемой жидкости, создаваемым шестеренным насосом 2. Одновременно с подъемом шарика шестеренный насос производит отбор пробы жидкости из резервуара 3 в мерную трубу 4. В случае, когда шарик находится в нерабочем положении у нижней ограничивающей сетки 5, с помощью катушки 8 формируется сигнал. Полученный сигнал включает двигатель и насос, организуется поток жидкости по трубе, шарик поднимается вверх и останавливается у верхней ограничивающей сетки 6. В момент касания шарика верхней ограничивающей сетки с помощью сигнала, сформированного катушкой 7, насос автоматически отключается и шарик падает в неподвижной среде. Измерение вязкости сводится к отсчету времени, в течении которого шарик проходит фиксированный участок пути..

Автоматический отсчет времени падения шарика производится при помощи релейного блока 9.