3. Термометрія за допомогою термоелектричних перетворювачів

Найпростішим вимірювальним колом термометра з термоелек­тричним перетворювачем є коло (рис. 3, а). За умови, що температура Т0 вільних кінців термопари буде незмінною і опір всього вимірю­вального кола також незмінним, покази мілівольтметра будуть визна­чатись значенням вимірюваної температури Тх.

Рис.3 Вимірювальні кола термоелектричних термометрів

Для зменшення залежності показів приладу від опору вимірюваль­ного кола намагаються дотримати умову

Причиною похибок вимірювання температури може бути також невідповідність температури вільних кінців термоперетворювача градуювальному значенню.

Одним з способів усунення похибки від зміни температури віль­них кінців є їх термостатування. Оскільки термостатувати головку термоелектричного перетворювача, де закінчуються термоелектроди (їх вільні кінці), практично не є можливим, то необхідно продовжити електроди термоелектричного перетворювача, не спотворюючи його термо-ЕРС з тим, щоб відвести вільні кінці в таке місце, де буде зручно їх термостатувати( рис.3,б ). Здовжуючі термоелектродні дроти можуть бути не обов'язково з тих же дорогих металів, що і основні термоелектроди. Проте вони повинні бути термоелектрично ідентичними з відповідними електродами основної термопари, щоб усунути виникнення паразитних термо-ЕРС.

У промислових умовах для введення корекції від зміни темпера­тури вільних кінців на покази приладу звичайно використовують прист­рої автоматичного введення поправок. Таким пристроєм може бути мостове коло (рис. 3, в), яке складається з температуронезалежних манганінових опорів R1, R2 і R3 і опору R4 з міді чи нікелю, який змінює свій опір залежно від температури. Якщо температура термозалежного резистора, як і температура вільних кінців термопари, буде дорівнювати °С, то міст повинен знаходитись у рівновазі. При відхиленні цієї темпе­ратури від °С, викликана цією зміною температури зміна термо-ЕРС термопари буде компенсовуватись напругою розбалансування моста, викликаною зміною опору R4- Для початкового коректування вихідного сигналу розбалансу моста служить резистор R5.

На рис. 4наведено схему автоматичного потенціометра, який призначений для вимірювань температури за допомогою термоелек­тричного перетворювача.

Прилад працює так. Термо-ЕРС е_Т термоелектричного перетворю­вача зрівноважується вихідною напругою Uaб; потенціометра, викона­ного за мостовою схемою. Якщо Uaб - е_Т, то напруга недокомпенсації ΔU після попереднього перетворення і підсилення подається на вхід реверсивного двигуна, який переміщає повзунок реохорда до моменту повної компенсації напруг. Разом з переміщенням повзунка перемі­щується стрілка приладу, який проградуйований в одиницях вимірю­ваної температури. Для стабілізації робочого струму потенціометра ви­користовується стабілізоване джерело живлення, яке забезпечує постій­ність робочого струму з похибкою не більше ніж 0,02 %.

Рис. 4. Схема автоматичного потенціометра для вимірювань температури

Для автоматичного введення поправок на температуру вільних кінців термоперетворювача в одне з плеч моста ввімкнений термозалежний опір із міді (всі інші опори - термонезалежні манганінові). Термоперетворювач підключається до потенціометра за допомогою здовжуючих термоелектродних проводів. Забезпечується приблизна рівність температури вільних кінців термоперетворювача і температури резистора Rm. Значення опору Rm вибрано так, щоб зміна спаду напруги ΔU на ньому при зміні температури на Δt град відповідала зміні термо-ЕРС термоперетворювача при такій же зміні температури його вільних кінців.