Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Самопишущие милливольтметры предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от 10 до 50'С н относительной влажности до 80э (при температуре ЗО'С), при отсутствии коррозионной среды. Приборы не могут быть использованы для работы во взрывоопасных и пожароопасных помещениях. 4-12. Устройство КТ и схемы присоединения нескольких термоэлектрических термометров к одному миллнвольтметру устройство КТ. Устройство КТ предназначено для автоматигеской компенсации изменения термо-э.
д. с. термоэлектрического гермометра, вызываемого отклонением температуры свободных конюв его от градуировочной ге = О'С. Принципиальная электрическая схема устройства КТ, включенного в цепь термоэлектрического термометра с мнллнвольтметром, показана на рис. 4-12-1. На этой схеме приняты следующие обозна»ения: А — термометр; А, и Вг — термоэлектродные провода; ' — температура рабочего конца термометра; гг — температура мест :оединения электродов термометра с термоэлектроднымн прова»ими; !е — температура свободаых концов термометра, т. е.
л, т с лэ пест соединения термоэлектрод- 1 и иг и чых проводов с медными прово- ! с ! тами С; )га — добавочный ман- ! л » ! + ганиновый резистор в линии пи- лг !те л ~ л гания моста КТ", Йт — уравнигельный манганнновый резистор л " 1 л лл тля подгонки внешнего сопро- т гивления милливольтметра И ат — и + КО ЗаДаННОгО ЗНаЧЕНИЯ ГГ а ВКЛЮ- Рис 4-12-1 принципиальная влектрияакицего в себя сумму значений песиая схема устройства Кт, включен:опротивлений термоэлектриче- ного в цепь терлюэлеитрипескогп теркого термометра )г'„термо- мометра с милливольтметром.
электродных проводов ггг „, медных проводов )г„приведенное сопротивление моста КТ относительно зажимов аЬ, )г„» и К, = )гг — (Р + )гьп+ Ре+ Ке») В простейшем аиде устройство КТ представляет собой равноплечий мост, три плеча гг„гга и гг которого выполнены из манганиновой проволоки, а плечо ггг — из медной проволоки. Мост питается от источника стабилизированного напряжения, который на рис. 4-12-1 не показан. При температуре О'С мост уравновешен, напряжение У,» на зажимах а и Ь равно нулю, а термо-э. д.
с. термоэлектрического ~ермометРа состветствУет гРадУиРовочномУ значению Ь, ((, (е)г. При изменении температуры окружающего воздуха, а следовательно и температуры свободных концов термометра, например, до значения ге ) !», медный резистор Яг также увеличивает свое сопротивление до значения Ц. Вследствие этого нарушается равновесие моста и на зажимах а и Ь возникает напРЯжение (гп», котоРое компенсиРует изменение термо-э .д. с. термометра до значения Е (1~ !») = »Г, С).~-п,; лье», 61 — Р".
° ь Р" Р Р" В~ рж кт ~Р гм Ь Р Р.аьМ УР пгеи при температуре Ю'С. г' температуре свободных концов 1; и той же температуре 1 рабочего конца. Предполагается, что (7„ь с достаточной степенью точности равно изменению термо-э. д. с. термомегра Е (гз, ге). Значения компенсг1ругощего напряжения (г ь и тока ! могут быль определены по формулам Й(Йз — Йдйд (4-12-1) где и д= Й.+Йпз Й,'=Йд (1+ г„'.); (4-12-3) Йп (Йд+Йд) (Йз+Йа)+ Йгйд (Йз+ Йд) + Йдйд (Йд+ Йг) . (4 12 4) Йп (Йд+Йд+Йз+ Йд) + (Йд+ Йд) (Йд+ Йз) здесь а — температурный коэффициент электрического сопротивления меди; гй — нзмененяая температура свободных концов термоэлектрического термометра; Йгл — приведенное сопротивление моста относительно зажимов с и г(: Йп — суммарное сопротивление миллнвольчметра, проводов н термометра. Приведенное сопротивление моста относительно зажимов а н Ь определяется по формуле Й Йд( д+ д) ( '+ д)+ ' з( з+ д)+ д(-д (4-12-5) Йд (Йд+ Йд+ Йд+ Йа) + (Йд+ Йз) (Йз+ Йд) Если милливольтметр имеет безнулевую шкалу, то схема места устройства КТ усложняегся.
В схему устройства КТ должен быть включен элемент (подавитель), позволякяций получить дополнительное компенсирующее напряжение (7„„необходимого знака, равное термо-э. д, с, термометра Е (гп, 1е), соответствующей температуре рабочего конца 1„(начальная отметка шкалы) и температуре свободных концов (э = 0'С. Такими блоками, состоящими из устройств КТ и подавителя, снабжаются выпускаемые милливольтметры, например рассмотренные выше приборы типа А(ВУб-51А и МВУ5-41А.
Для изготовляемых в настоящее время различных модификаций устройств КТ погрешность компенсации изменения термо-э. д. с. терь:ометра, вызываемого отклонением температуры свободных концов ее от градуировочного значения 1е — — — 0'С до 1; = 50'С, не превышает для термометров ТПП, ТХА и ТХК .+.0,017; =ххд,12 и ь0,20 мВ соответственно или .4-3'С. Схемы присоединения нескольких термоэлектрических термометров к одному милливольтметру. Для уменьшения числа показывающих милливольтметров, а вместе с тем и для осуществления измерений температур с помощью термоэлектрических термометров в технологических линиях и объектах по вызову применяют специальные переключатели (на 4, б, 8, 12, 20 и более точек), позволяюп(ие поочередно присоединять термометры или любой из них к одному милливольтметру. Схемам присоединения термоэлектрических термометров к переключателю, милливольтметру и в особенности устройству соеди- нительных линий должно уделяться большое внимание, так как ток, протекающий в линии, незначителен (максимум 0,2 — О,З мА).
Поэтому необходимо заботиться о надежной изоляции всех соединительных проводов, об отсутствии заземлений в линии и, наконец, о хороших контактах в местах соединений. Кроме того, сопротивление внешней пепи милливольтметра должно соответствовать заданному значению Я,„. для термоэлектрических термометров должны применяться двухполюсные тщательно изготовленные переключатели. Желательно, чтобы переходное электрическое сопротивление каждой пары контактов переключателя не превышало 0,01 Оъь Применять однополюсные переключатели не Рекомендуется ввиду возможности заземления или электрического контакта между отдельными термо- в, Рис.
4-12-2. Схема присоединения показывающего милли- вольтметра в свооодные концы термоэлектрических термо- метров с помощью переключателя. метрами через металлические поверхности технологического оборудования, так как рабочие концы термометров могут быть не изолированы от металлических защитных гильз. Винтовые зажимы у милливольтметров и т. п. должны быть достаточно надежными и содержаться в чистоте.
У самопишущих милливольтмегров переключатель обычно встроен в корпус прибора. Переключатели, предназначенные для включения термоэлектрических термометров по вызову на один и тот же показывающий милливольтметр, выпускаются нескольких типов. Если шкала милливольтметра отградуирована в градусах Цельсии, то к прибору можно присоедвнить только термометры с Равным сопротивлением внешней цепи и одной и той же градуировки. Простейшая схеьи присоединения трех термометров к показывакицему милливольтметру М через переключатель П показана на Рис. 4-12-2, где К вЂ” специальная коробка, в которой температура свободных концов термоэлектрического термометра Го должна контролироваться с помощью вспомогательного термометра (на ~деме не показан). Эта схема присоединения термометров к одному иилливольтметру может быть использована для неотвегственных измерений температуры.
На рис. 4-12-3 приведена схема присоединения трех термоэлектрических термометров к показыванхцему милливольтметру М, включаемому в термоэлектрод В с использованием переключателя Н а дополнительного блока Б, состоящего из устройства КТ и источника стабилизированного напряжения ИСН. Обозначения других злементов схемы соответствуют принятым выше. Внутри соединительной коробки КС места соединений термозлектродных проводов А, и В, с медными С должны иметь одну и ту ске температуру с» абсолютное значение которой роли не играет. «с ас ас Я Ф'е Ас -гали Рис. 4Ч2-3.
Схема присоединения поквзывасоптего миллкаольтметра в термозлектрод термоэлектрических термометров с использоваиием переключателя и дополии- тельного блока. Включение милливольтметра с помощью переключателя в электрод В термоэлектрического термометра позволяет сократить протяженность линий из термоэлектронных проводов и использовать устройство КТ, рассчитанное на присоединение одного термометра, для двух, трех и более термометров одной и той же градуировки. По такой же схеме целесообразно присоединять термоэлектрические термометры и блок Б к переключателю самопишущего многоточечного милливольтметра.
Если дополнительный блок Б, состоящий из устройства КТ н источника стабилизированного напряжения ИСН, будет рассчитан на присоединение нескольких термоэлектрических термометров, то возможно осуществить присоединение милливольтметра к свободным концам термометров, что, однако, менее экономично, чем присоединение по схеме рис. 4-12-3, 4-13. Йзмерение термо-з. д. с. милливольтметром При измерении термо-з.
д. с. термоэлектрического термометра милливольтмегром необходимо учитывать собственное потребление мощности прибором. Если термо-э. д. с., развиваемая термометром, равна ВАВ (1 та), то ток 1, возникающий в цепи, состоящей иэ милливольтметра М с присоединенным к нему с помощью термоэлектродных А,В, и медных проводов термометром АВ (рис. 4-13-1), определяется уравнением Яу ~Аз(1, 'о) Км+ опн+Йт+Лу ' (4-13-1) 1 Вт 1 1д, через значение тока 1 по уравнению (4-13-1) и учитывая (4-13-2), получаем: св1 АВ ( е) йм ае йм+йвн откуда а~аь = ВАВ (1~ ве) — ~-~аь о (4-13-3) Таким образом, напряжение на зажимах милливольтметра всегда меньше чем термо-э.
д. с. развиваемая термометром, на значение, 1 т~ м т~ вн Равное падению напряжения во внешнеи цепи, т. е. на (),ь— = Ж,„. Падение напряжения тем меньше, чем больше внутреннее сопротивление милливольтметра по сравнению с его внешним сопротивлением Я„. Поэтому, как отмечалось выше, внутреннее сопротивление милливольтметров делается достаточно большим. Ниже приводится пример оценки предельной погрешности измерения темпе атуры среды милливольтметром в комплекте с термоэлектрическим термометром при нормальных услови ер где Я, — внутреннее сопротивление милливольтметра при 20'С, Ом; Й, „— сопротивление термозлектродных проводов А,В, при 20 С, Ят — сопротивление термоэлектрического термометра АВ при 20'С, Ом; йу — сопротивление подгоночного манганинового резистора, Ом; Я, — сопротивление медных проводов при 20'С, Ом.
Заданное значение внешнего сопротивления милливольтметра равно: В,„=И,+й,„+Ву+Л„. (4-13-2) Выражая напряжение на зажимах милливольтметра ~аа Ж~ Рис. 4-! 3-1. Схе. ма соединений милливольтметра с термоалектрическим термометром термовлектродиыми проводами. П Р н м е р. Определим приближенное аначенне предельной погрешности измеРения температуры перегретого водяного пара показываюшнм милл««вольтметром типа МВУ6-51А класса точности 0,5 со шкалой 200 — 600'С (градунровка ХА) в комплекте с термоэлектрпческнм термометром ТХА и дополнительным блоком БУ-1! (вариант схемы устройства КТ-4) при нормальных условиях.
Миллнжшьтметр показывает температуру пара 540'С. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности показаний милли- вольтметра при диапазоне измерения Е = 16,78 мВ равны: ЬЕа=-ь — "=-«- ' ' =-«- 0,083 ч- 0,08 мВ, 8Ед 0,5 16,78 100 1Оо что соответствует (табл. П4-7-3) М„ 2 ° 100 Ат =ни 2«С илн 6 = ь " 1ОО= -«- — '= -«- 0,37«4. «« 540 Допускаемое отклонение терно-э.
д. с. термоэлектрического термометра ТХА от значений градуировочной таблицы согласно табл. 4-7-3 равно: ЬЕт=-ь [0,16+2,0 10 «(1 — ЗО«7)) = [0,16+2.0 ° 1О «(540 — 300)[= ж 0,208~ -«- 0,21 мВ, что соответствует (табл. П4-7-3) Ат = -«-5,3'С, или Ь, .«- — 100= -«- ' =- 0,9804. Агт 5 3 ' 11") 1 540 допускаемое отклоненяе э. д. с. в паре между жалами термоэлектродных проводов согласно табл. 4-9-1 равно ЬЕт,э=-«-0,15 мВ, по соответствует (табл. П4-7-3) Лт« „= ~3,8'С, нли ?)йь э 3,8- 100 — -«- ь" !00 †.«- ' †.«- 0 ?оэй 540 ' о' Пределы допускаемой погрешности устройства КТ-4 ие более «-3'С, пли бк.т= ь = -ь 0.55«4., 3 100 540 Приближенное значение предельной погрешности показаний дпя комплекта определяется по формуле бх= ж =-«- )/0,3~+0,9о.+О,?Оа+0,55«.= = -г 1,37 э- ей 1,4о4 или А?к-— †.«- 7,6 -«- 8'С. Применяемая в этом примере методика оценки предельной погрешности показаний для комплекта хорошо согласуется с опытными данными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
