Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 29
Текст из файла (страница 29)
4-9-1. Па этой схеме приняты следующие обозначения: А и  — электроды термометра; А, и В, — термоэлект- родные провода; С медные провода; 1 — температура рабочего конца термометра; 1, — температура мест соединения электродов термометра с термоэлектродными проводами; 1„ — температура сно- б д „п„„~~ Е 'рт ~ поэтому в дальнейшем будем называть подобные провода термозлеатрод- нымв.
термоэлектродных проводов с медными проводами; И)7 измерительный прибор. Термо-э. д. с. Е рассматриваемой цепи Е = ела (1) +евэ, (1г)+ев,л, ((о) + ел,л (1т). (4-9-1) Термо-э. д. с. того же термометра АВ при тех же температурах рабочего и свободных концов, но без термоэлектродных проводов, Ела (1~ »»») =ела (»)+евл (»»»)' (4-9-2) Вычитая из уравнения (4-9-2) уравнение (4-9-1), получаем: Елв(1 1о) — Е=евл(то)+ев в (тг)+ела,(1о)+елл, (1 ). (4-9-3) Принимая во внимание уравнение (4-2-5), нз которого вытекает, что евтв ((т) + елл, (1г) = елв (1г) + евтлт (1„), получаем: Ела(1, го) — Е = ели (тт)+еал (1о) — 1ел,в, (1т)+ев,л, (1о)1, (4-9-4) или Елв (1» 1о) — Е = Елв (1м (о) — Ел,н„((м уо) (4-9-5) Если термоэлектрические характеристики термометра АВ и пары, составленной из термоэлектродных проводов А,Вп одинаковы в интервале температур от 1о = 0'С до = 100'С, то Щ7 Ела (1м (о) = Ел,в, (1г (о) и, следовательно, Елв (г го) = Е.
Таким образом, при включении термоэлектродных проводов, удовлетворяющих указанным выше требованиям, в цепь термоэлектрического термометра (рис. 4-9-1) паразитных термо-э. д. с. не возникает, а следовательно, и не искажается результат измерения. При этом температуры мест соединений термоэлектродов А и В с термоэлектродными проводами А, и В, должны быть одинаковыми, а абсолютное значение этой температуры в интервале от 0 до 100'С,роли не играет. Кроме того, необходимо соблюдение полярности при подРис. 4-90.
Схеивмери ьиоге ключении теРмоэлектродных п(юводов к теРмоприсорартермо- метру. При нарушении указанных условий могут метром терке- иметь место значительные погрешности при изолеигредав»ми мер ии. проводами. Основные характеристики стандартных удлиняю- щих термоэлектродных проводов (ГОСТ 1791-67), применяемых с серийно выпускаемыми термоэлектрическими термомеграмн, даны в табл. 4-9-1. Удельное электрическое сопротивление проволоки, применяемой для стандартных термоэлектродных проводов„ приведено в табл. 4-7-4.
Таблица 4-9-1 Основные техннческне характеристнии стандартных удлнмающнх термовлектродных проводов Термов. д. с. и паре аюжду жилами при темпе. ратуре рабочего коиКа 100'С и свобавлмк копков 0.С, мВ термоелек допускаем сг отююиеиег виачеиия терм ив.д с., мв тип тер- моваек- трического тер- мометра Обоаиачеиие про. водов Положительима Цвет аплегви Цвет оплетки Материал Материал ! Фнолето- вый Копе.яь Желтый 6,96 -г- О,Ю ХК Хромель ТХК Конгтантан оРнче невый 4,10 .+. 0,15 ТХА Сплав ТП (99,4ойСп+ Зеленый + 0,6% йд) Красный 0,64 .+. 0„% Медь В некоторых случаях для термоэлектрических термометров ТХА„ кроме указанных в табл.
4-9-1, применяют термоэлектродиые провода с жилами из хромеля и алюмеля. Для термоэлектрических термометров ТВР применяют термоэлектродные провода с жилами из меди и медно-никелевого сплава (98г2% Сц+ 1,8% М), 4-10. Устройства для обеспечения постоянства температуры свободных концов термоэлектрических термометров Как было сказано вып1е, при измерении температуры термоэлектрическими термометрами необходимо вводить поправку на изменение температуры свободных концов термол1егра. Чтобы эта поправка была в процессе измерений неизменной, места соединений свободных концов с медными проводами должны быть помещены в специальное устройство, обеспечивающее постоянство температуры.
При постоянной температуре свободных концов поправка может быть введена расчетным путем независимо от того, какой измерительный прибор применяется в комплекте с термоэлектрическим термометром. В лабораторных условиях температуру свободных концов обычно поддерживают равной 0' С. Для этой цели свободные концы термоэлектрического термометра, спаянные с медными проводниками, погружают в стеклянные пробирки с небольшим количеством масла, помешанные в свою очередь в сосуд Дьюара, наполненный таюгцим ггьдом.
При этом необходимо, чтобы свободные концы были погружены в лед на глубину не менее 100 150 мм. Институтом полупроводников АН СССР разработан специальный полупроводниковый термостат для свободных концов термоэлектрических термометров, который позволяет автоматически поддерживать их температуру равной 0-+ 0,015'С. Термастат рассчитан на работу при температуре окружающего воздуха до +35 С. Полупроводниковая термобатарея термостата питается постоянным током напряжением 0,4 В от специального выпрямительного устройства.
Мощность термобатареи равна 6,4 Вт. В настоящее время этот термостат серийно еще не изготовляется. Если при измерении температуры не требуется высокая точность и при этом температура в помещении, где производятся измерения, не меняется заметно, то свободные концы термометра могут находиться при этой температуре, однако в этом случае их следует погрузить в сосуд, заполненный маслом, температура которого должна контролироваться с помощью стеклянного термометра. Этот способ поддержания постоянства температуры свободных концов позволяет контролировать их температуру с погрешностью -+ 0,2 — 0,5'С.
Простейшим стационарным устройством, позволяющим в известной мере стабилизировать температуру свободных концов и измерять ее, является коробка для свободных концов. Температуру свободных концов в этой коробке измеряют стеклянным жидкостным термометром или другим прибором. Этот способ стабилизации температуры свободных концов хотя и применяется в эксплуатационных условиях, но является далеко несовершенным. В зарубежной практике для стабилизации температуры свободных концов термоэлектрических термометров широко применяют специальные термостаты с автоматическим поддержанием температуры.
В качестве регулятора температуры обычно применяют простейший биметаллический терморегулятор. Поддерживаемая температура в термостате несколько выше, чем максимально возможная температура окружающей среды (обычно 40 — 50"С). Подобные термостаты обеспечивают постоянство температуры в пределах :+ О,5 †,6"'С. 4-11. Милливольтметры Магнитоэлектрические милливольтметры широко применяют для измерения температур в комплекте с термоэлектрическими термометрами, а также с другими преобразователями, рассматриваемыми ниже. Принцип действия и основы теории.
Магнитоэлектрические милливольтмегры основаны на использовании сил взаимодействия малайцу постоянным током, протекающим по проводнику (обмотке подвижной рамки), и магнитным полем постоянного неподвижного магнита. Сила, действующая на проводник, направлена всегда нормально к направлению тока и к направлению магнитного поля. Для определения направления этой силы обычно пользуются правилом левой руки. Направление силовых линий проводника с током определяется известным правилом буравчика. По закону Био — Савара сила Г„действующая иа находящийся в магнитном поле проводник длиною 1, по которому протекает ток 1', равна произведению длины проводника на магнитную индукцию В, силу тока и синус угла между направлением тока и направлейием поля (1 В): Гг — — 1ВУБ1П(1, В).
Если проводник 1 перпендикулярен направлению магнитного поля, ~ (1, В) =- 90' и сила Гг имеет максимальное значение: Г, (В1. (4-1 1- 1) Если проводник 1 совпадает с направлением магнитного поля, ~ (1, В) = О, то он не испытывает со стороны поля никакого воздействия (Г, = О). Обмотка подвижной рамки миллнвольтметра выполняется нз нескольких десятков витков тонкой изолированной медной проволоки. Такая рамка, помещенная в равномерное н радиальное магнитное поле, показана на рис.
4-11-1. л Если через обмотку рамки проходит ток 1, то каждая активная сторона одного витка длиною 1 испытывает со стороны магнитного поля силу Г„ оп- м ределяемую уравнением (4-11-1). Эта сила действуег перпеццикулярно к! и Рас. 441-1. Рамка в магнит- В, т. е. по касательной к окружности а с радиусом г(!2 (где д — ширина одного витка рамки), и если л — число витков обмотки рамки, то сила Г, дейсгвующая на каждую сторону рамки, равна: Г = 1лВ!. (4-11-2) Вращакхций момент, Н.м, действующий на рамку, или (4-1 1-3) где г( -ширина одного витка, равная средней ширине обмотки рамки, м; 1 — длина активной стороны каждого витка, равная средней активной длине стороны обмотки рамки, м; л число витков обмотки рамки; В магнитная индукции в воздушном цилиндрическом зазоре, Т; 1 — сила тока, протекающего в обмотке рамки, Л; з активная площадь обмотки рамки, м'; Ф удельный вращающий момент или момент на единицу тока, Н м/А.
Чтобы каждому значению измеряемой величины соответствовал определенный угол поворота рамки, необходимо приложить к системе второй момент, линейно возрастающий с углом отклонения подвижной части, противоположный вращающему и не зависящив от измеряемой величины. При наличии такого противодействующего момента рамка будет поворачиваться до тех пор, пока моменты не станут равными друг другу.
Противодействующий момент создается за счет закручивания двух пружинок или двух растяжек. Спиральные пружинки илн растяжки одновременно служат для подвода тока в обмотку рамки. Значение противодействующего момента в том и другом случае прямо пропорционально углу закручивания ~р, а следовательно, и углу поворота рамки: М„= Ю'ср, (4-11-4) где Яг удельный противодействующий момент, Н.м/рад„т. е. момент пружинок или растяжек, отнесенный к единице угла поворота гр, который зависит от материала и размеров пружинок или р астяжек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
