Лекция 6.

План:

6.1Термоэлектрический метод измерения температуры.

6.2 Характеристики термоэлектрических термометров

6.3 Типы термоэлектрических термометров

6.1 Термоэлектрический метод измерения температур основан на строгой зависимости термоэлектродвижущей силы (термо- ЭДС) термоэлектрического термометра от температуры.

К числу достоинств термоэлектрических термометров следует отнести:

1. достаточно высокую степень точности;

2. возможность центра­лизации контроля температуры путем присоединения нескольких термоэлектрических термометров через переключатель к одному измерительному прибору;

3. возможность автоматической записи измеряемой температуры с помощью самопишущего прибора;

4. воз­можность раздельной градуировки измерительного прибора и тер­моэлектрического термометра.

Существует два варианта включения измерительного прибора (милливольтметра) в цепь термоэлектрического термометра (рис. 4). а – в разрыв спая; б – в разрыв электрода.

а – в свободные концы; б – в термоэлектрод

6.2Поправка на температуру свободных концов термоэлектрического термометра. При градуировке термоэлектрического термометра температура свободных концов обычно поддерживается при постоянной темпе­ратуре t₀, равной 0 °С. При измерении температуры в практических условиях температура свободных концов, в большинстве случаев, поддерживается постоянной, но не равной 0 °С.

Чтобы ввести поправку на температуру свободных концов при t_o ¹ 0, необходимо к Термо ЭДС, развиваемой термометром Е(t, t_o) прибавить ЭДС, развиваемую свободными концами е(t_o, 0) при отклонении t_o от 0 °С:

Е(t, 0) = Е(t, t_o) + е(t, t_o)

Основные требования, изъявляемые к термоэлектродным материалам.

1. Жаростойкость (определяет верхние температурные границы);

2. Механическая прочность;

3. Химическая инертность;

4. Термоэлектрическая однородность (при неоднородности развивается паразитная ЭДС);

5. Стабильность и вос­производимость термоэлектрической характеристики;

6. Однозначная, желательно близкая к линейной, зависимость термо-э. д. с. от тем­пературы;

7. Высокая чувствительность.

6.3 В зависимости от материала проводников термопары подразделяются на две группы: 1 – с электродами из благородных металлов и 2 – из неблагородных металлов.

Платинородий – платиновые (ТПП), (t = 300¸1600 °С), при­меняются для измерения температур в окис­лительной и нейтральной среде. Для измерения отрицательных температур ТПП не применяются, так как их термо-ЭДС в этой области меняется немонотонно.

Достоинства: высокая точность и вос­производимость термо-эдс.

Недостатки: высокая стоимость и низкая чувствительность.

ТПП в зависимости от их назначения разделяются на разновидности: эталонные ТПП-Э, образцовые ТПП-О и рабочие повышенной точности ТПП-РПТ и технические ТПП.

Платинородий-платинородиевые термоэлектрические термо­метры. t = 300 ¸ 1500 °С (кратковременно 1800 °С).

Достоинство: для ТПР нет необходимости вводить поправку, если их температура t_о не превышает 100°С

Недостатки: дорого, не работают в восстановительной среде.

Термопары из неблагородных материалов используются для измерения температур во всех средах.

Хромель – копелевые термометры ТХК. t = -50 ¸ 600 °С.

Невысокий температурный предел при­менения объясняется тем, что копелевая проволока, содержащая медь, сравни­тельно быстро окисляется при высоких температурах, и вследствие этого про­исходит изменение термо-э. д. с.

Хромель-алюмелевые (Никельхром –никельалюминиевые) термоэлектрические термометры типа ТХА. t = -200 ¸ 1000 °С (кратковременно 1300 °С).

Термоэлектриче­ские термометры ТХА обладают лучшей сопротивляемостью оки­слению, чем другие термометры из неблагородных металлов, при работе в воздушной среде.

Недостатки: Чувствительность к неоднородностям и механическим деформациям, возникающим при холодной обработке, в результате нарушается стабильность термоэлектрической характеристики.