Принцип действия

Практика 2. Термоэлектрические термометры

В замкнутом контуре из двух разнородных проводников, когда их спаянные концы находятся при различных температурах, возникает термоэлектродвижущая сила (ТЭДС), которая может быть измерена милливольтметром.

Наибольшее распространение получили термопары хромель-алюмелевые, хромель-копелевые, медь-константановые, железо-константановые, платино-платинородиевые.

Термоэлектрические термометры могут использоваться для измерения температур в диапазоне от -200 до 2500 °С, они получили широкое распространение для измерения температур от 0 до 700 °С.

К числу достоинств термоэлектрических термометров можно отнести достаточно высокую точность и возможность дистанционного централизованного контроля.

В замкнутой цепи из двух разнородных металлов А и В если электрический ток идёт от А к В, электрод А называют термоположительным, а В – термоотрицательным. Такая термопара обозначается как АВ.

Так называемый «горячий» спай используют для измерения температуры t, а «холодный» спай помещается в среду с постоянной, известной температурой t₀. По величине ТЭДС определяют температуру «горячего» спая.

Измерительный прибор (ИП) для измерения ТЭДС включается в разрыв цепи – в свободные концы термоэлектродов или в термоэлектрод В (см. рис. 4.3.1).

Термопара может использоваться и для измерения разности температур (см. рис. 4-3-2), при этом одна из температур должна быть известна, а температура свободных концов 3, 4, 5 должна быть одинаковой и постоянной в процессе измерения.

Для измерения малой разницы температур в целях повышения чувствительности применяют термобатарею (рис. 4-3-3).

Градуировка термоэлектрического термометра производится при постоянной температуре свободных концов термопары, равной 0°С. Измерение температуры в процессе работы термометра происходит при постоянной температуре свободных концов, но, как правило, отличной от 0°С, что вызывает изменение величины ТЭДС. Поэтому используют поправку на разницу температур свободных концов термопары в процессе измерения (t₀^/) и при градуировке (t₀). Если t₀^/ выше, чем t₀, то ТЭДС термопары понизится, если t₀^/ ниже, чем t₀, то ТЭДС повысится. Зависимость ТЭДС от температуры является нелинейной (см. рис. 4-4-1).