Термоэлектрлік термометрі

Конденсационды манометрлік термометрі.

Конденсационды манометрлік термометрін қанықталған бумен жайқайнайтын сұйықтардың температурасына тәуелділігімен жүреді. Бұл тәуелділіктер сұйықтыққа қолданатын (хлорлы метил, этил эфирі, хлорлы этил, ацетон және т.б.) сызықсыз, термометр шкаласы теңгерілмеген. Бірақ та, бұл құрылғылар жоғары сезімталдығымен ерекшеленеді.

Термоэлектрлі термометрлер (термоэлектрлі түрлендіргіштер), олардың әрекет принциптері әртекті термоэлектрод-өткізгіштерден немесе жартылай өткізгіштерден тұратын тұйықталған тізбектің қорытпаларының біреуінің температурасын өзгерту кезіндегі электрқозғалтқыш күшінің пайда болуына негізделген. Олар –50-ден +2500 ⁰С-ға дейінгі температураларды өлшеу үшін қолданылады. Жоғарыда келтірілген термометрлер температураны өлшеудің контактылы аспаптарына жатады.

Осы аталған термометрлердің бәрі температураны өлшеуге арналған контактілі аспаптарға жатады.

  t₀

А В

t  

9.1-сурет

Мұндай тізбекті ажырату кезінде олардың ұштарында термоэлектрлі (термоЭҚК) деп аталатын күш өлшенуі мүмкін. Қарастырылып жатқан әсер бөліну қасиетіне ие, ол, егер осындай тізбектен тыс электрлі ток берсек, онда токтың бағытына байланысты дәнекердің біреуі қыздырылады да, ал басқасы суытылатыны (Пелтье әсері)жөнінде айтып кеткен жөн. Қазіргі заман физикасында термотоктың немесе термоЭҚК-нің пайда болуы әртүрлі металдарда электрондардың әртүрлі шығу жұмыстары бар, сондықтан да әртүрлі металдар жанасқан кезде потенциалдардың байланыс айырымы пайда болады. Сонымен қатар, өткізгіш ұштарының температураларын ажыратқан кезде, олардың ұштарындағы потенциалдардың айырымын тудыратын электрондардың диффузиялары пайда болады. Осылай, көрсетілген екі факторлар – потенциалдардың байланыс айырымы мен

электрондардың диффузиясы – тізбектегі термоЭҚК-тің нәтижесін шығаратын болып қосылады, олардың мәндері термоэлектродтардың табиғаты мен ТЭТ дәнекерлер температураларының айырымының нәтижесіне тәуелді. Тізбектің байланысты термоЭҚК мен нәтижелі термоЭҚК арасындағы қатынасты математикалық түрге түрлендіру үшін бірнеше шарттарды орындау қажет. Температурасы аз дәнекердегі ток басқа термоэлектродқа өтетін бір термоэлектродты оң деп, ал екіншісін – теріс деп алған жөн. Мысалы, егер t₀<t (сур. 9.1) болса және осы дәнекердегі оң А термоэлектродынан В теріс термоэлектродқа бағытталса, онда А термоэлектродын – термооң, ал В – термотеріс деп атаймыз. Дәнекердегі А мен В термоэлектрод арасындағы байланыс термоЭҚК-ті t температурада е_АВ(t) деп белгілейміз. Көрсетілген жазба, егер А термоэлектрод оң және кезекті жазбада бірінші болып келсе, онда термоЭҚК е_АВ(t) теріс таңбамен алынған деп есептейміз. Вольттің заңына сәйкес екі әртекті өткізгіштердің тұйықталған тізбегінде дәнекер температурасының тепе-теңдігінде осы тізбектің термотогы нөлге тең болады.

Осыдан, егер 1 мен 2 дәнекерлердің температуралары бірдей болса, мысалы t₀ болса, онда әр дәнекердің термоЭҚК бір-бірімен тең және бір-біріне қарсы әрекет етеді және сондықтан да осындай контурдың термоЭҚК Е_АВ(t₀t₀) нөлге тең деп тұжырымдаймыз, яғни

Е_АВ(t₀ t₀) = e_АВ(t₀) – e_АВ(t₀) = 0,

немесе е_АВ(t₀) = -e_ВА(t₀) екенін ескерсек,

Е_АВ(t₀ t₀) = e_АВ(t₀) +е_ВА(t₀) = 0

Терможұп градуировкасы: ХА - хромель-алюминий; ХК - хромель-копел;

ПП - платинородий-платина т,б.

Требования к термопарам:

1) воспроизводимость,

2) высокая чувствительность,

3) надежность,

4) стабильность,

5) достаточный температурный диапазон.

Кесте 9.1

Терможұпты дайындау үшін материалдар

Аты	Құрамы	ТЭДС, мВ (при t0 = 0 °C и t1 = 100 °C)	Максималды темпер. °C
хромель	10% Cr + 90 % Ni	+2,95
платинородий	90 % Pt + 10 % Rh	+0,86
мыс	Cu	+0,76
платина	Pt
алюмель	95 % Ni + 5 % Al	-1,2
копель	56 % Cu + 44 % Ni	-4
константан	60 % Cu + 40 % Ni	-3,4

Е, мВ

t, °С

ТХК

ТХА

ТВР

ТПГ

ТПР

9.2-сурет Терможұптың градуировкалы сипаттамасы

ТЭҚК өлшеу үшін әдістер мен өнімдері:

1) Бағалау әдісі (милливольтметр көмегімен);

2) Компенсационды әдіс (потенциометр көмегімен).

Электрлі кедергілік термометр.

Кедергілі термометрмен температураны өлшеу, температураны өлшеу кезінде электрлік кедергіні өзгертуге және өткізгіштің құрылымына негізделген. Өткізгіштің электрлік кедергісінің температуралық коэффиценті (металдардың) орнықты, ал жартылай өткзгіштердікі орнықсыз болады. Сондықтан, өткізгіштің кедергісі неменесе жартылай өткізгіштер кейбір функциялардан тұрады. R=f (t). Бұл функцияның түрі материалдың табиғатына тәуелді болады. ТК (кедергілі термометрі) басқа термометрлерге қарағанда (манометрлік, сұйқтық, шыны) көптеген қасиеттерімен негізделінеді.

1. Жоғары өлшеу нақтылығы

2. Үлкен арақашықтықта көрсеткіштерді жіберу мүмкіншілігі

3. Қосылу жолымен температураны бақылауын орталықтандыру мүмкіншілігі, бір өлшеу құрылғысына бірнеше термометрді қосу

4. Көрсеткіштердегі кешігулердің төмендеуін

Кемшілігі: кедергілі термометрдің кемшілігі болып басқа тоқ қорегімен қажеттілігі. КТ- сериялы сезімтал элементті жасау үшін таза металды қолданады. Таза металға келесі негізгі талаптар қойылады:

1. Металл қышқылданбауы керек немнесе өлшенетін ортамен химиялық өзара байланыстылығында ену қажет

2. Металдың электірлік кедергісінің температуралық коэффиценті өзгермелі және үлкен болу қажет. Бұл коэффицент қатынаспен анықталады ; мұнда R₁₀₀ және R₀-100⁰С кезінде термометрдің кедергісі, көбіне таза металдар үшін / град.

3. Кедергі тура және толқынды қисық бойынша ауытқулар бойынша температураның өзгерісімен өзгеру қажет.

4. Металдар меншікті электрлік кедергісі, бір мөлшерді үлкен болу қажет; термомертдің кедергісінің бастапқы шамасын алу үшін, кедергінің меншіктісі үлкен болған сайын, металл аз мөлшері қажет.

Сәулелену пирометрі

Температураны өлшеудің контатасыз аспаптарына сәулелену пирометрлері жатады, оларға:

· бөлшектеп сәулелену (оптикалық) пирометрлері, дененің монохроматикалық сәулеленуінің интенсивтігі температураға байланысты өзгеруіне негізделген. Өлшеу шектері 800-ден 6000 ⁰С-ға дейін.

· түрлі-түсті пирометрлері, олардың 200-ден3800 ⁰С-ға дейінгі аралықтағы температураны өлшеу екі толқын ұзындығының сәулелену интенсивтігінің қатынасын өлшеу есебінен жүреді.

· радиациялы пирометрлері, қыздырылған дененің сәулеленуінің толық қуатын өлшеуге негізделген. Өлшеу шектері 20-дан 2000 ⁰С –ға дейін.

Ғылым мен техника салаларына байланысты температураны өлшеудің көптеген принциптері мен құралдары қолданылады.

Түрлі түсті пирометрі.

Түрлі түсті пирометрі нақты дененің интенсивттілігі мен Е_l алдын ала таңдалған екі толқын ұзындығымен анықталынады l₁ және l₂, яғни түрлі түсті пирометрінің көрсеткішінің функциясы f(Е_l1 / Е_l2). Бұл қатынас әр температураға әртүрлі.

Дәріс 10. Потенциалдар айрымын өлшеу үшін екіншілік құрылғылар. Кедергі өлшеу әдісі.

Термо электр қозғаушы күшиі өлшеу үшін пирометриялық милливольтметр мен потенциометрді қолданады. Потенциометрде милливольтмертге қарағанда компенсационды өлшеу әдісін қолданады.

Пирометриялық милливольтметрлері.

Жұмыс іс әрекеті тұрақты магнит өрісімен, өткізгіштін өзарақозғалысы бойынша тоқтын жүріп өтетін қарастырады. Құрылғының ұшынан (2) цилиндрлік жүрекшеден (3) тұрады. Милливольтметрдің магнит жүйесі таға тәріздес магнитпен (1), полюстан ұштардан (2) және цилиндрлік жүрекшеден (3) тұрады. Жүрекшенің ерекшілігі – полюсаралық кеңістікте, магнитті кедергілікті төмендетіп магнитты ағысты жинақтайды.

Кеңістікте сақиналы тесіктен полюсті ұштармен жұрекшелер арасында рамка айналады (4), ол изолирленген мыс өткізгіштен жасалынады. Момент, бір уақытта рамкада тоқтың жұрісін қадағалайтын, рамканың айналысын қарама-қарсы қозғалыста жүргізіп, серіппелі спиральды құрайды (6). Милливольтметрдің рамкасына жеңіл стрелка (5) қыстырылады. Рамка арқылы жүретін ток екі бірдей кұшті тудырады, олар рамканы айналдыруға талаптанатын және әр бағытта бағытталады.

S

N

Дата добавления: 2017-01-13