Неуравновешенный термометр сопротивления.

Принципиальная схема неуравновешенного термометра сопротивления представлена на рис. 3.

Ее отличие от схемы уравновешенного термометра сопротивления состоит в том, что резисторы R₂, R₃ и R₄ во время измерений уже не меняются, а ток, протекающий по гальванометру РА, является в этом случае функцией температуры. Если, например, выбрать плечи моста так, чтобы при некоторой температуре t₀ выполнялось равенство:

R_t » R₁ = R₂ = R₃ º R

то ток i через гальванометр при температуре t будет равен:

i =

где U - напряжение питания моста,

R_g - сопротивление гальванометра.

Поскольку R_t зависит от температуры (см. формулы 2,3), то и ток i однозначно связан с температурой среды. Заметим, что эта однозначность справедлива лишь при постоянном значении напряжения питания, поэтому контроль напряжения питания и его коррекция являются необходимыми операциями и выполняются обычно перед каждым измерением.

Для контроля напряжения питания в диагональ питания моста включен вольтметр V. При необходимости изменить напряжение пользуются потенциометром R₄. (Иногда для контроля напряжения используют контрольное сопротивление, подробнее об этом см. книгу [1]).

Чувствительность неуравновешенного термометра сопротивления S_нтс - это отношение изменения тока i к соответствующему изменению температуры t, т.е:

S_нтс = (10)

Воспользовавшись формулой (3) и выполнив дифференцирование, получим:

S_нтс = (11)

Можно определить чувствительность как отношение величины смещения стрелки гальванометра (в делениях шкалы) к соответствующему изменению температуры, т.е. dn/dt, где n - отсчет по гальванометру в делениях. Тогда, если известна цена деления гальванометра Ca (в амперах), то:

= (12)

8. Измерение температуры при помощи термоэлектрических преобразователей температуры. Принцип действия пирометрических милливольтметров и потенциометров.

Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системахавтоматики. Применяется, в основном, для измерения температуры.

Принцип действия

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными от нуля коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т₁, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т₂, которое будет пропорционально разности температур Т₁ и Т₂.

Схема термопары типа К. При температуре спая проволок изхромеля и алюмеля равной 300 °C и температуре свободных концов 0 °C развивает термо-ЭДС 12,2 мВ.

Наиболее распространены два способа подключения термопары к измерительным преобразователям: простой и дифференциальный. В первом случае измерительный преобразователь подключается напрямую к двум термоэлектродам. Во втором случае используются два проводника с разными коэффициентами термо-ЭДС, спаянные в двух концах, а измерительный преобразователь включается в разрыв одного из проводников.

Для дистанционного подключения термопар используются удлинительные или компенсационные провода. Удлинительные провода изготавливаются из того же материала, что и термоэлектроды, но могут иметь другой диаметр. Компенсационные провода используются в основном с термопарами из благородных металлов и имеют состав, отличный от состава термоэлектродов.

Для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Термопары из вольфрам-рениевого сплава являются самыми высокотемпературными контактными датчиками температуры^[2]. Такие термопары незаменимы в металлургии для контроля температуры расплавленных металлов.

Для контроля пламени и защиты от загазованности в газовых котлах - ток термопары, нагреваемой пламенем горелки, удерживает в открытом состоянии газовый клапан. В случае затухания пламени, ток термопары снижается и клапан перекрывает подачу газа.