Техноэнерг
Среда, 19.09.2018, 12:18
Меню сайта

Реклама

Форма входа

Категории раздела
Общие сведения об измерениях и измерительной технике. [6]
Измерение температур. [18]
Измерение давления. [28]

Поиск

Наш опрос
На чем держится наша Вселенная?
Всего ответов: 384

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » Файлы » Метрология. » Измерение температур.

Теоретические основы термопар.
21.08.2009, 19:51


фреза для пластика



Теоретические основы термопар
 В основу  измерения  температур с помощью термопар заложено физическое  явление,   открытое  Зеебеком  в   1821   году, возникновения электрического тока в цепи, составленной из различных двух проводников и температур в местах их присоединения.

Рассмотрим электрическую цепь, приведенную на рис.2. I), состоящую из проводников А и В (например, меди и платины). При подогреве спая 1 в цепи появляется электрический ток, который направлен от платины В к меди А, а в

холодном спае 2 - от меди к платине. При подогреве спая 2 ток меняет свое направление. При этом электродвижущая сила обусловлена неодинаковостью температур в спаях 1 и 2.

Механизм возникновения термо-э.д.с. основан на учении о наличии свободных электронов в металлах. Так как в различных металлах плотность свободных электронов неодинакова, то электроны из области с большей плотностью будут проникать в область с меньшей плотностью. Вследствие этого в местах соприкосновения двух разнородных металлов электроны, например, в спае 1 будут диффундировать из проводника А в проводник В в большем количестве, чем обратно из металла В в металл А. Поэтому проводник А будет заряжаться положительно, а металл В - отрицательно. При таком состоянии между проводниками А и В возникает некоторая разность потенциалов (динамическое равновесие).

Кроме того, термоэлектрический ток возникает и в замкнутом однородном проводнике, если имеется температурный градиент, т.к. в любом, даже разомкнутом, проводнике, концы которого имеют различную температуру, появляется разность потенциалов.

Принимая во внимание оба этих фактора, выражение для результирующей термо-э.д.с в рассматриваемой

электрической цепи может быть записано на основании второго закона Кирхгоффа следующим образом:

ЕмК<Л)-*л«(1)+«вл(и), (2.11) где   е -э.дс. в соответствующих точках контакта проводников.

При перемене порядка индексов А и В в точках контактов, знак перед символом е должен быть изменен на противоположный. Тогда, уравнение (2.11) может быть представлено в следующем виде:

ЕлВ(ио)=гли(1)-*Ав(а (2.12) Таким образом, термо-э.дх., получаемую в цепи из двух разнородных

проводников при разных температурах спаев, можно определить как разность

э.д.с, развиваемую на этих спаях.

Поддерживая температуру спая 2 постоянной, полагая 1$* сопкт, то

значение вдвОо) = С, а уравнение (2.12) может быть записано в следующем

виде:

ЕАВ(Ш=еАв(1)-С=ф(1). (2.13)

Выражение (2.13) носит название градуиров очной зависимости термопары и получается на основе экспериментальных данных. Обычно при градуировке термопар значение х^= О °С.

Термо-э.дс, развиваемая термопарами для различных материалов невелика и составляет 0,01-0.07 мВ/град. и измеряется при помощи милливольтметров и потенциометров. Различные схемы подключения термопары к измерительному прибору представлены на рис. 2.12.

В первом случае (рис.2.12, а) у термоэлектрического термометра будет три конца: рабочий 1, погружаемый в измерительную среду, и свободные 2 и 3, температура которых стабилизируется и к которым подключается измерительный прибор. Во втором случае (рис.2.12. б) у термометра будет четыре конца: рабочий 1, свободный 2 и нейтральные 3 и 4, которые могут иметь любую, но одинаковую температуру I,.

Для увеличения чувствительности термоэлектрического термометра термопары включаются последовательно в батарею (рис.2.12, в), при этом свободные концы 2 термопар должны иметь одинаковую температуру, а результирующий сигнал батареи будет равен сумме отдельных сигналов.

Для измерения разности температур при помощи термоэлектрического термометра применяется дифференциальная схема включения термопар (рис.212, г), при котором две термопары включаются встречно и измеряют различные температуры 11 и х а их свободные концы 3, 4 и 5 должны иметь также одинаковую температуру.


При измерении температуры в практических условиях температура свободных концов термометра в большинстве случаев не равна 0 °С, которая используется при градуировке, что требует введения поправки в измерения на температуру свободных концов.

Пользуясь уравнением (2.12), определим величину поправки ДЩ1, г'0):

ДВ«, 1*0) - ЕАВ(1,1о) - ЕЛВ(М'0) = еАВП) - елвОо) - еАЪ(1) + сАВ0) = еА&'*> *аш(Ь)> После проведения преобразований с учетом поправки уравнение (2.12) примет

вид:

ЕавОЛ) " Еав(М'о) + ЕавСП» Л)- (2.14) Здесь |*| - температура свободных концов термопары.

Из этого уравнения следует, что увеличение температуры свободных концов термопары уменьшает его выходную термо-э.д.с. на значение, равное Елн(*'о ,Ы, т-е- сигнала от такой же термопары с температурами рабочего и свободного концов, равных соответственно 1'в и То.

 

наука нормы правила классификация характеристики Характеристика температура расчет схемы газ теплота размеры параметры вода энергетика трубопровод оборудование смазка требования схема конструкция устройство масло котел Топливо технология пар жидкость давление насос

Категория: Измерение температур. | Добавил: Саша | Теги: схемы, стандарт, Приборы, правила, расчет, температура, характеристики, нормы
Просмотров: 3432 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright MyCorp © 2018