Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
2. Поместим между двумя проводниками А и В третий, отличающийся от них по своей природе, гомогенный металлический проводник С, как показано на рис. 128,6. Если температуры в двух новых точках соединений тип одинаковы, а проводник С имеет постоянную температуру Т вдоль всей своей длины, то изменения э. д. с. не произойдет. Из этого примера и закона 1 можно сделать логический вывод: до тех пор, пока тип имеют одинаковую температуру, проводник С (рис. 128,в) может находиться в области с совершенно иной температурой Г3, не изменяя при этом э. д. с. цепи. Иными словами,
?,ас+?вс=?ав-
Поэтому, если известны термоэлектрические свойства (термо-
э. д. с.) металлов А и В относительно третьего или эталонного металла С, то общая э. д. с. двух металлов А и В является алгебраической суммой их электродвижущих сил с металлом С (рис. 128,г).
3. Если соединения двух металлов, находящихся соответственно при температурах и Г2, дают термо-э д. с. Е&, а при температурах Т2 и Т3 генерируют э. д. с. Ев, то напряжение (э. д. с.), возникающее в тех случаях, когда температуры спаев составляют 7\ и Г3, будет равно Е^ + Ев- Это положение иллюстрируется рис. 128,д.
Термопары можно соединять последовательно и параллельно. Последовательное соединение, называемое термоэлементом, представлено 394
Рис 128 Иллюстрация закоьов термоэлектричества.
на рис. 129, а параллельное — на рис. 130. В случае термоэлемента величины термо-э. д. с. соединений, находящихся при температуре Т2, складываются, если эталонные спаи имеют одинаковую температуру 7\. При параллельном соединении измеренная термо-э. д. с. равна величине э. д. с. отдельного спая. Если спаи находятся при различных температурах (предполагается, что они одинаковы и имеют одинаковые электрические сопротивления), то полученное напряжение будет соответствовать средней величине температуры термопар.
При травильной эксплуатации термопары могут служить в качестве надежных и точных измерителей температуры. Схема простого термопарного термомет-тра (представлена «а рис. 131,а.
Эта схема не использует принципа температурной компенсации, так как э. д. с., отсчитанная на милливольтметре, представляет собой разность между Ti, температурой горячего или холодного конца и комнатной температурой Т2. Поскольку Т2 не является постоянной величиной, необходимо вводить поправку на ее изменение.
На рис. 131,6 показан метод, предусматривающий автоматическую компенсацию температуры. В этом случае температура эталонного конца Г2 поддерживается постоянной, что достигается погружением спая в сосуд Дьюара, частично заполненный тающим льдом. Температура Т2 будет равна 0°С, а милливольтметр будет давать показания, соответствующие истинной температуре выше или ниже эталонной точки. В другом методе с компенсацией температуры (не проиллюстрированном рисунком) в качестве основного элемента измерительного прибора используется подвеска в виде биметаллической пружины, которая расширяется или сжимается при изменении температуры.
К измерив тельному прибору
Рис 129 Термоэлемент (э. д с=12?)
В этих измерительных схемах милливольтметр (иногда называемый пирометром) дает небольшую ошибку, величина которой обратно пропорциональна внутреннему электрическому сопротивлению измерительного прибора — в определенных границах. Эту ошибку нельзя полностью устранить, поскольку все такие приборы потребляют при работе определенную мощность, которая не учитывается показаниями прибора.
При .измерениях высоких температур или больших разностей 7\ и Т2 эта ошибка не играет существенной роли, но в измерениях малых разностей температур она становится значительной. Чтобы избежать этой ошибки, следует использовать метод, представленный на рис. 132. Прибор называется потенциометром и в качестве составной части использует «нормальный элемент» специальной конструкции, напряжение и температурный коэффициент напряжения которого определены с высокой точностью. Температурный коэффициент напряжения компенсируется (обычно вручную) изменением электрического сопротивления в цепи нормального элемента. В таком потенциометре устанавливается местная батарея, напряжение которой регулируется реостатом для компенсации напряжения нормального элемента; момент равновесия фиксируется гальванометром. Переключатель по своей конструкции является разновидностью кратковременных контактов, так что ток пропускается в течение очень короткого интервала; та же самая процедура используется при измерении термо-э. д. с. термопары. Когда гальванометр фиксирует равновесие (обычно нулевое положение), ток не течет. Если используется такое же устройство для охлаждения спая термопары, как на рис. 131,6, то получается очень точная и чувствительная схема измерения температуры.
Термопары для измерения температуры в вакуумных приборах необходимо выбирать по рабочей температурной области, чувствитель-
Рис. 130 Термопары, соединенные параллельно [э д. с=(?,2 + ?'з + +Ек+?5 + Ев) /5]
1 Т2 I________
Си
A--W’
!гУ!
L1___1
а)
Рис. 131. Способы применения термопар.
1 — нагретая зона; 2 — сосуд Дьюара со льдом и водой.
