15. Измерение температуры контактным методом. Термоэлектрические преобразователи (стр 25 рис 38 в)

При использовании конт. метода измерения Т определяют величину одного из параметров первичного измерительного преобразователя(ПИП), зависящего от его температуры. Температура ПИП равна температуре измеряемого объекта, которую хотели бы измерить. Необходимо обеспечить хороший тепловой контакт м/д ПИП и измеряемым объектом. К нему относятся измерение температуры термометрами расширения, манометрическими термометрами, термометрами сопротивления, термоэлектрическими термометрами.

Термоэлектрические преобразователи (стр 25 рис 38 В)

На рис 25: а – термопара, в – термопара в трубке с насосом.

Термоэлектрический термометр – прибор для измерения Т, состоящий из термопары в качестве чувствит. элемента и электроизмерительного прибора(милливольтметра, автоматического потенциометра). Термоэлектрич. преобразователь или термопара – два разнородных электропроводящих элемента, соединённых на одном конце и образующих часть устройства для измерения Т. Всё основано на термоэлектрич. эффекте ЗЕЕБЕКА: в замкнутой термоэлектрич. цепи, составленной из двух разнородных проводников, возникает эл.ток, если два спая(места соединения) проводников имеют разную Т.Эффект Зеебека объясняется наличием в проводнике свободных электронов, число кот. В единице объема различно для разных проводников. Допустим, что в спае с температурой t электроны из проводника А диффундируют в проводник В в заведомо большем количестве, чем обратно. Проводник А заряжается положительно, а В – отрицательно. Появившийся ток генерирует разность потенциалов на двух спаях, известную как контактная разность потенциалов. Она зависит от температуры спаев и её можно измерить или милливольтметром или потенциометром. Рабочий спай опускают в зону измерения температуры, а опорный спай подвержен действию Т в месте присоединения к измерительному прибору. Опорная Т должна выдерживаться с определённой точностью.

16. Измерение температуры контактным методом. Термопреобразователи сопротивления

При использовании конт. метода измерения Т определяют величину одного из параметров первичного измерительного преобразователя(ПИП), зависящего от его температуры. Температура ПИП равна температуре измеряемого объекта, которую хотели бы измерить. Необходимо обеспечить хороший тепловой контакт м/д ПИП и измеряемым объектом. К нему относятся измерение температуры термометрами расширения, манометрическими термометрами, термометрами сопротивления, термоэлектрическими термометрами.

Термопреобразователи сопротивления

Принцип действ. основан на зависимости электрич. сопротивления материалов от Т. Термометр сопротивления представляет собой комплект, в кот. Входят: первичный измерительный преобразователь, воспринимающий тепловую энергию и преобразующий изм-ние Т в изм-ние эл. сопротивления; прибор измеряющий эл. сопротивление и отградуированный в ед.измерения Т; в отличии от термопар(активных преобразователей) , ТС являются пассивными преобразователями и требуют вспомогательный источник энергии.

1.Металлические термопреобразователи: в кач-ве материала для ТС(термопреобр-ль сопротивления) используют платину, медь и никель. Темп. интревал измерения: от -200 С до +750 С(платина), от -50 до +180 С(медь). При обычных требованиях к точности зависимость сопротивления ТС от Т выражают: ,Ro – сопротивление датчика при T = 0.альфа – температ. коэф-т сопротивления.

Конструктивно ТС представляют собой тонкую платиновую или медную проволоку, намотанную бифилярно на специальный фарфоровый или пластмассовый каркасЮ или свёрнутую в спираль и сложенную в каналы защитного корпуса. Рис. 1 – две платиновые спирали как чувств. элемент. 2 – каркас.3 платиновые выводы,

2.Полупроводниковые ТС(термисторы):

Зависимость сопротивления от Т Можно выразить ф-цией:

,где R(T1) и R(T2) – сопротивления термистора (Ом) при абсолютной темп-ре T2(К) и эталонной температуре T1(К). B – коэф. зависящий от материала.

Рис.(термистор).1-термистор,2-защитный чехол (коррозионостойкая сталь),3-внутренняя изоляция(кварцевый песок).

График: 1-термистор с отриц.темп.коэф-том сопротивления, 2-высокотемпературный термистор,3-с положительным темп.коэф-том сопротивления.Rt – эл.сопротивление металла при температуре.

Ro – при Т=0.

Термисторы имеют сложную и плоховосприимчивую от образца к образцу зависимость термометрич. параметра от Т, что не позволяет создать для них стандартные градуированный характеристики. Чувств.элемент делают из медномарганцевых, кобальтомарганцевых соединений. Термисторы меньше по размером чем металлические ТС и поэтому быстрее реагируют на изменение Т. Диапазон от -60 до +180 С. Обладают удовлетворительной точностью, высокой