Термоэлектрические преобразователи

Термоэлектрический преобразователь	Тип	Пределы измерения, оС
		от	до
Платинародий–платина	ТПП	0	+1300
Платинародий–платинародий	ТПР	+300	+1600
Хромель–алюмель	ТХА	–200	+1000
Хромель–копель	ТХК	–200	+600
Медь–копель	ТМК	–200	+100

Измерение термоЭДС осуществляется с помощью пирометрических милливольтметров и потенциометров.

3. Автоматические потенциометры

Принцип действия потенциометров основан на уравновешивании (компенсации) измеряемой термоЭДС известной разностью потенциалов, образованной вспомогательным источником тока (рис. 1.6). Измерительная схема автоматического потенциометра содержит три замкнутых контура. Контуры II и III запитаны от источника стабилизированного питания ИПС, имеющего выходное напряжение постоянного тока 5В. С помощью резистора R_у устанавливается рабочий ток I₂ = 2 мА. Для этого к клеммам К₁ и К₂ подключаются нормальный элемент и нуль–индикатор. Установка рабочего тока I₂ осуществляется только при поверке и градуировке потенциометра. Резисторы R_б и R_н предназначены для установки значения тока I₁ = 3 мА и начала шкалы. Реохорд R_р изготавливается из комбинированной проволоки специального сплава. Падение напряжения на участке ab устанавливаются с помощью шунта R_ш и сопротивления R_п. Для автоматического введения поправки на температуру свободных концов термоэлектрического преобразователя в контур III включен резистор R_м из медной проволоки. В состоянии равновесия, когда E(t t₀)

Р ис. 1.6. Измерительная схема автоматического потенциометра

скомпенсировано падением напряжения U_ce, ток в измерительном контуре III равен нулю и напряжение небаланса U = E(t t₀) – U_ce равно нулю. При изменении температуры в объекте измениться E(t t₀) и на входе в нуль индикатор появиться напряжение небаланса U, под влиянием которого формируется управляющий сигнал, подаваемый на реверсивный двигатель РД. Выходной вал последнего перемещает движок реохорда С до тех пор, пока U не станет равным нулю. В состоянии равновесия каждому положению движка реохорда соответствует определенное значение термоЭДС. Поэтому вместе с движком перемещается указатель прибора.

Увеличение температуры свободных концов t₀ на величину t₀ приведет к уменьшению термоЭДС на Е и увеличению значения сопротивления резистора R_м на R_м, что в свою очередь приведет к увеличению падения напряжения U_de = I₂R_м:

E(t t₀) – E = U_cb + U_bd – (U_dc + U_dc) = U_ce – U_de.

При неизменной температуре рабочего спая t и любой температуре свободных концов движок реохорда не будет перемещаться, если выполняется условие

E = U_dc = I₂R_м (1.13)

Значение сопротивления резистора при температуре t₀ определяется с учетом линейной зависимости сопротивления R_м от температуры из выражения (1.13):

(1.14)

где  – температурный коэффициент электрического сопротивления меди;

I₂ = 2 мА;

= 50 ^оС.

Промышленностью выпускаются показывающие и регистрирующие, одноточечные и многоточечные с записью на ленточной и дисковой диаграмме; классы точности автоматических потенциометров равны 0,25; 0,5 и 1,0.

Шкалы автоматических потенциометров градуируют в милливольтах или в градусах Цельсия Международной практической шкалы. В последнем случае на шкале указывается градуировка термопары, которая предназначена для работы в комплекте с этим прибором.

При измерении температуры с помощью электронных автоматических потенциометров основными источниками погрешностей являются:

1. Отклонение градуировочной характеристики термопары от стандартной градуировочной таблицы.

2. Отклонение температуры прибора от градуировочной.

3. Основная погрешность и вариация прибора.

Источники погрешностей неизбежны при изготовлении и эксплуатации термопар.

Для исключения погрешности п. 2 необходимо исключить значительные колебания температуры окружающей среды, температура которой не должна выходить за пределы 050 ^оС.

Погрешность п. 3 неизбежна при изготовлении и эксплуатации прибора. В настоящей работе ее величина определяется при поверке прибора.