Погрешности термоэлектрических преобразователей

Погрешность, обусловленная изменением температуры нерабочих спаев термопары. Градуировка термопар осуществляется при температуре нерабочих спаев, равной нулю. Если при практическом использовании термоэлектрического пирометра температура нерабочих спаев будет отличаться от 0°С, то это вызовет появление погрешности измерения. Для устранения этой погрешности термостатируют нерабочие спаи в ванне с тающим льдом (рис.2.29), т.е. при температуре 0°С. однако такой способ практически не всегда можно применить. Тогда нерабочие спаи термостатируют при других известных температурах и вводят поправку.

 

 

Рисунок 2.29  Термоэлектрическая цепь с удлинительными термо­электродами и термостатирован­ными нерабочими спаями.

 

Простейшим устройством, применяемым для стабилизации температуры нерабочего спая, является массивная коробка с тепловой изоляцией, снабженная ртутным термометром и двумя штуцерами для ввода удлинительных и медных проводов. Обладая значительной тепловой инерцией, коробка достаточно медленно реагирует на изменение внешней температуры. В некоторых случаях для стабилизации температуры нерабочих спаев их помещают в глубокие слои почвы (на глубину нескольких метров), температура которых мало меняется в течении года. Наиболее радикальным средством стабилизации температуры нерабочего спая является автоматическое термостатирование с электрическим подогревом.

Если температура нерабочего спая известна, то ввести соответствующую поправку к показаниям термоэлектрического пирометра можно следующим образом. Пусть мы имеем градуировочную кривую термопары E=f(t), изображенную на рисунке 2.30. Градуировка термопары производилась при температуре tо=0°C. Положим, что термопарой нужно измерить температуру t при температуре нерабочих спаев tо¢, большей, чем tо.

Очевидно, что термо-э.д.с. Е(t, t’о) термопары в этом случае будет меньше термо-э.д.с. Е(t, tо), которая была бы при той же температуре t рабочего спая, но при температуре нерабочих спаев tо. Термо-э.д.с. термопары уменьшится на величину Е(t’о, tо) и окажется равной (см. рис. 2.30) термо-э.д.с. Е(t’, tо), которая была бы при температуре нерабочего спая, равной tо, и температуре рабочего спая, равной t’, т.е.

                            (2)

В результате по шкале прибора будет отсчитано значение температуры t’, меньшее, чем t.

Рисунок 2.30 Градуировочная характеристика термопары

 

Если прибор имеет линейную шкалу или двойную шкалу и в градусах температуры, и в милливольтах, то ввести поправку на температуру свободных концов, не представляет затруднений. Сложнее обстоит дело тогда, когда прибор имеет нелинейную шкалу и только в градусах температуры.

Из рис. 2.30 видно, что в этом случае

         (2.32)

откуда поправка (t-t’) равна

          (2.33)

При резко нелинейной шкале коэффициент k, называемый поправочным коэффициентом на температуру нерабочих спаев, является функцией t и, следовательно, для каждого участка кривой будет различным. Практически в этом случае градуировочную кривую разделяют на участки по 100°С и для каждого участка определяют значение k.

 

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: