Схемы подключения термопар (измерительные цепи)
Рассмотрим несколько вариантов схем.
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.
Схемы включения термопар
Рабочий конец термопары погружается в среду, температуру которой требуется измерить. Свободные концы подключаются ко вторичному прибору. В качестве вторичных преобразователей часто используются потенциометры постоянного тока.
На рисунке 78
приведена принципиальная электрическая
схема потенциометра. Эта схема является
общей для большинства типов потенциометров.
Измерительный мост потенциометра
состоит из следующих сопротивлений
– регулируемого резистора;
– сопротивления шунта;
и
–
постоянного и переменного сопротивлений
для регулировки предела шкалы;
– балластного сопротивления;
– сопротивления из медной проволоки;
– сопротивления контрольного;
–постоянного
сопротивления. РД – реверсивный
двигатель.
|
Рисунок 78 – Принципиальная электрическая схема потенциометра |
Схема питается от источника стабилизированного напряжения ИПС.
Действие компенсационного медного сопротивления заключается, что при изменении температуры свободных концов термоэлектрического преобразователя на данном сопротивлении появляется дополнительное падение напряжения, компенсирующее изменение ТЭДС, вызванное изменением температуры свободных концов преобразователя. Таким образом, компенсация изменения температуры свободных концов преобразователя осуществляется автоматически.
Упрощенная схема автоматического потенциометра приведена на рисунке 79.
|
Рисунок 79 – Упрощенная схема автоматического потенциометра |
Маркировка термопар:
ТХК – хромель- копель, ТХА – хромель- алюмель.