Конденсационные манометрические термометры

Конденсационные манометрические термометры реализуют зависимость упругости насыщенных паров низкокипящей жидкости от температуры. Поскольку эти зависимости для используемых жидкостей (хлористый метил, этиловый эфир, хлористый этил, ацетон и др.) нелинейны, следовательно, и шкалы термометров неравномерны. Однако эти приборы обладают более высокой чувствительностью, чем газовые жидкостные.

Электрические термометры

Принцип действия этого типа термометров основан на зависимости термо-ЭДС (ТЭДС) цепи от изменения температуры (рис. 3.1).

В термоэлектрической цепи, состоящей из двух проводников А и В (см. рис. 3.1), возникают четыре различных ТЭДС: две ТЭДС в местах спаев проводников А и В, ТЭДС на конце проводника А и ТЭДС на конце проводника В. Суммарная ТЭДС, возникающая при нагреве спаев проводников до температур t и t_w

где е_АВ и е_ВА — ТЭДС, обусловленная контактной разностью потенциалов и разностью температур концов А и В.

Рис. 3.1. Термопара.

ТЭДС E_AB(tt₀) является функцией от температуры горячего спая t при условии постоянства температуры холодного спая f₀.

Термопары градуируются при определенной постоянной температуре t₀ (обычно <₀ = 0 или 20 °С). При измерениях температура f₀ может отличаться от градуировочного значения. В этом случае вводится соответствующая поправка в результат измерения:

Поправка E_AB(t₀'t_a) равна ТЭДС, которую развивает данная термопара при температуре горячего спая f₀' и градуировочном значении температуры холодных спаев. Поправка берется положительной, если t₀' > t₀, и отрицательной, если Величина поправки может быть взята из градуировочной таблицы.

Конструктивное исполнение термопар разнообразно и зависит главным образом от условий их применения. При необходимости измерения небольшой разницы температур или получения большой ТЭДС применяются дифференциальные термопары и термобатареи, представляющие собой несколько последовательно соединенных термопар.

Рассмотрим компенсацию изменения температуры холодных спаев термопар. Правильное измерение температуры возможно лишь при постоянстве температур свободных спаев f₀. Оно обеспечивается с помощью соединительных проводов и специальных термостатирующих устройств. Соединительные провода в данном случае предназначены для переноса свободных концов термопары в зону с известной постоянной температурой, а также для подсоединения свободных концов термопары к зажимам измерительных приборов. Соединительные провода должны быть термоэлектрически подобны термоэлектродам термопары.

Как правило, соединительные провода для термопар, изготовленных из неблагородных металлов, выполняются из тех же самых материалов, что и термоэлектроды. Материалы термопар представлены в табл. 3.2. Исключение составляет хромель-алюмелевая термопара, для которой с целью уменьшения сопротивления линии в качестве соединительных проводов применяется медь в паре с константаном.

Градуировки термопар: ХА — хромель-алюмелевые (по международной классификации — градуировка К): ХК — хромель-копелевые (I); ПП — платинородий-платиновые (5) и др. Градуировочные характеристики приведены на рис. 3.2.

Требования к термопарам:

• • воспроизводимость;
• • высокая чувствительность;
• • надежность;
• • стабильность;
• • достаточный температурный диапазон.

Материалы термопар

Таблица 3.2

Рис. 3.2. Градуировочные характеристики термопар

Для измерения ТЭДС используется следующие методы и средства:

метод непосредственной оценки (с помощью милливольтметра);

компенсационный метод (с помощью потенциометров).