Билет#7

1. Термоэлектрические термометры. Типы и характеристики термоэлектрических преобразователей. Методы измерения термоэдэс. Термометры сопротивления.

Действие термоэлектрических термометров основано на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (термоэдс), зависящую от температуры места соединения (спая) концов двух разнородных проводников (термоэлектродов), образующих чувствительный элемент термометра – термопару. Имея закон изменения термоэдс термометра от температуры и определяя значение термоэдс электроизмерительным прибором, можно найти искомое значение температуры в месте измерения [5, 6]. Термопары широко используются для измерения температур в пределах от –150 до 2000⁰С. Термопара состоит из двух спаянных и изолированных по длине термоэлектродов, защитного чехла и головки с зажимами для подключения соединительной линии. В качестве вторичных приборов, работающих с термоэлектрическими термометрами, применяются магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры. К преимуществам термопар можно отнести

- большой диапазон измерения;

- высокую чувствительность и высокую степень точности;

- незначительную инерционность;

- возможность измерения локальных температур вследствие малых габаритов спая термопар (микротермопары);

- легкость осуществления дистанционной передачи показаний;

- отсутствие постороннего источника тока.

Основные свойства термоэлектрических термометров. Принцип действия термопар основан на термоэлектрических явлениях, открытых в 1821 г. Зеебеком.Известно, что в замкнутом контуре, состоящем из двух разнородных проводников, непрерывно течет электрический ток, если места спаев проводников имеют различные температуры. Механизм возникновения термоэдс основывается на том, что концентрация в межмолекулярном пространстве проводника свободных электронов, находящихся в единице объема, зависит от материала проводника и его температуры. Термоэдс любого термоэлектрического термометра может быть определена, если известна термоэдс, развиваемая каждым из его термоэлектродов в паре с одним и тем же третьим разнородным термоэлектродом. Значение термоэдс зависит от материала термоэлектродов, температур рабочего и свободного концов. К материалам, предназначенным для изготовления термопар, предъявляется ряд требований [6]:

- они не должны в пределах измеряемых температур с течением времени изменять свои физические свойства;

- величина термоэдс выбираемых материалов должна быть достаточной для точных измерений;

- выбираемые материалы должны быть устойчивы против действия высоких температур, окисления и других вредных факторов;

- температурный коэффициент электросопротивления должен быть, по возможности, минимальным, а электропроводность – высокой;

- однозначная и, по возможности, линейная зависимость термоэдс от температуры;

- однородность и постоянство состава для обеспечения взаимозаменяемости термометров.

- относительно невысокая стоимость.

Для оценки значения термоэдс различных термометров обычно пользуются экспериментальными значениями термоэдс металлов и сплавов в паре с чистой платиной.

Типы и характеристики термоэлектрических термометров. По характеру применяемых материалов для изготовления термопар последние могут быть разбиты на следующие группы:

- термопары из благородных металлов;

- термопары из неблагородных металлов и сплавов.

Термопары из благородных металлов и сплавов применяются, главным образом, для измерения температуры выше 1000⁰С, т.к. они обладают большой термостойкостью. Для измерения температур до 900⁰С термопары из благородных металлов применять нецелесообразно, т.к. в этой области температур надлежащую надежность измерений обеспечивают термопары из неблагородных металлов. Их достоинство состоит в том, что они развивают большие термоэдс. Однако эти термопары также подвержены влиянию восстановительной среды.

Термометры сопротивления широко применяются на практике для измерения температур в пределах от 120 до 500⁰С. Вообще же они могут быть использованы для измерения температур в области от –200 до 750⁰С. Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве веществ изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. При измерении температуры термометр погружают в среду, температуру которой необходимо определить. Зная зависимость сопротивления термометра от температуры, можно по изменению сопротивления термометра судить о температуре среды, в которой он находится. Для изготовления термометров сопротивления используют металлы и полупроводники. Металлические термометры сопротивления употребляются чаще. Полупроводниковые термометры находят меньшее применение, в связи с необходимостью индивидуальной градуировки. Требования, предъявляемые к материалам для изготовления термометров сопротивления:

– материал должен быть химически инертным и не изменять свои физические свойства;

– температурный коэффициент электросопротивления должен быть, по возможности, значительным;

– зависимость изменения сопротивления материала от температуры должна быть близка к линейной.

– материалы должны воспроизводиться с неизменными свойствами в больших количествах.

Приведенным основным требованиям, предъявляемым к материалам для термометров сопротивления, из числа чистых металлов удовлетворяют только платина, медь, никель и железо. Серийно изготавливаются термометры сопротивления из платины и меди; никелевые (Ni значительно окисляется при высоких температурах и его температурный коэффициент сопротивления сильно зависит от чистоты металла) изготавливаются редко – только по спецзаказам, а из железа почти не встречаются из-за трудности изготовления чистого железа и малого диапазона применения.

2. Основные государственные системы стандартизации. Основные цели и задачи стандартизации. Закон о Техническом регулировании.

Цели и задачи стандартизации

Главная цель Государственной системы стандартизации (ГСС) - с помощью стандартов, устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие передовому уровню отечественной и зарубежной науки, техники и производства, содействовать обеспечению пропорционального развития всех отраслей народного хозяйства страны.

Другими целями и задачами стандартизации являются:

1. Установление требований к качеству готовой продукции на основе стандартизации ее качественных характеристик, а также характеристик сырья, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий;

2. Разработка и установление единой системы показателей качества продукции, методов и средств контроля и испытаний, а также необходимого уровня надежности изделий с учетом их назначения и условий эксплуатации;

3. Установление норм, требований и методов в области проектирования и производства с целью обеспечения оптимального качества и исключения нерационального многообразия видов, марок и типоразмеров продукции;

4. Развитие унификации промышленной продукции, повышения уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта изделий;

5. Обеспечение единства и достоверности измерений, создание государственных эталонов единиц физических величин;

6. Установление единых систем документации;

7. Установление систем стандартов в области обеспечения безопасности труда, охраны природы и улучшения использования природных ресурсов.

Дата добавления: 2015-01-03