5 Principalele metode de conectare a termofilă termocupluri
compus 5. Metode de bază termocupluri
Termopilă. Pentru măsurarea diferențelor de temperatură mici ale celor două obiecte A și B se utilizează în general un sistem de mai multe termocupluri conectate în serie formând termopil (fig. 5.1).
Fig. 5.1. termofilă de conducere
La conectarea mai multe (n) din termocupluri Teds însumate. Într-un sistem idealizate, atunci când caracteristicile tuturor termocuplurilor sunt identice, iar temperatura joncțiunile asupra obiectului A sunt egale între ele, ceea ce este valabil și pentru obiectul B, totalul Teds va fi n ori Teds dezvoltat de un singur termocuplu. Prin urmare, se presupune că utilizarea termocupluri n termopilă în n timp crește precizia de măsurare a diferențelor de temperatură. În realitate, această poziție este adevărat numai în general, deoarece thermoelectrodes eterogenitatea termocuplu conduce la o diferență de caracteristici. Mai mult, practic, foarte dificil să se asigure temperatură egală toate intersecțiile montate pe un singur obiect, așa cum se va produce în mod inevitabil, diferențe în rezistențe termice între intersecțiile individuale și obiectul. efect semnificativ asupra încălcarea temperaturilor de egalitate joncțiunilor individuale pot fi considerabil mai mare extindere spațială a termofile, comparativ cu un termocuplu joncțiune (datorită neomogenitatea câmpului de temperatura obiectului). De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că termopilă clasificare implică dificultăți considerabile și se realizează cu mai puțină precizie decât gradații separat termocuplu. Toate acestea luate împreună ar putea duce la utilizarea termopilă va permite doar să reducă Teds RELATIV eroare, dar nu a îmbunătăți în mod semnificativ precizia de măsurare a diferențelor de temperatură de obiecte.
termocuplu diferențial. Deci, de obicei, numit termocupluri dublu joncțiune, care pot fi considerate ca două capete ale termocuplului care funcționează la temperaturi t și t1 incluse unul față de altul (fig. 5.2).
Fig. 5.2 Schema diferențială termocuplu
termocuplu diferential format thermoelectrodes comune b, care se termină în zonele de joncțiune cu al doilea contact și thermoelectrodes. Capetele thermoelectrode și retrase într-o zonă cu o t0 omogenă a temperaturii. În acest moment, conectați firele de conectare la instrumentul de măsurare. Cu acest sistem încorporează diferențiale Teds totale termocuplu este definit de ecuația
Indiferent de tipul de curbă ce caracterizează Teds, dezvoltarea thermoelectrodes între a și b în intervalul de temperatură de la t1 t, dacă intervalul nu depășește 15-20 de grade, această relație este aproximativ liniar considerat acceptabil. Apoi expresia pentru totalul Teds termocuplului diferențiale poate fi scrisă ca
termocuplu diferential Astfel Teds într-o gamă largă de temperatură este direct proporțională cu diferența dintre temperaturile măsurate t-t1 la capătul său de lucru.
Factorul de proporționalitate k pentru o pereche dată thermoelectrodes poziții determinate de calibrare [12, 18], care este realizată de preferință pentru valori ale temperaturii t și t1 sunt apropiate de cele care vor avea loc în timpul funcționării termocuplului. Vă rugăm să rețineți că termocuplul diferențiale destinate să măsoare diferențele mici de temperatură = t-At t1. Prin urmare, eroarea de măsurare a valorilor numerice ale temperaturii t și t] în calibrarea termocuplului poate cauza o eroare semnificativă relativă de măsurare ulterioară At.
Mnogospaynaya termocuplu. Astfel de termocupluri (fig. 5.3), se utilizează, de exemplu, pentru a măsura temperatura în godeuri, la adâncimi diferite în rezervoare cu lichid și m. P.
Fig. 5.3. Schema termocuplu mnogospaynoy
Prin aceleași thermoelectrodes generale dintr-un număr de puncte (I, II, III, etc.) segmente sunt conectate (1-I, 2-II, 3-III și așa mai departe. D.) O a doua thermoelectrode. termoelectrică fiecăruia dintre termocuplului formate măsurate conectarea alternativ contorul prin comutator S.
Conectarea în paralel a termocuple. Schema bloc a unui astfel de compus este prezentată în Fig. 5.4.
Fig. 5.4. Conectarea în paralel a unui grup de termocuple identice
O astfel de metodă este utilizată pentru conectarea termocuplurilor supraîncălzire alarma la un obiect punct (cu un număr mare de termocupluri instalate în locații diferite sale), precum și pentru găsirea media aritmetică a temperaturilor la un număr de puncte. Conexiunea paralelă poate fi folosită pentru același tip termocuplu cu thermoelectrodes a și b cu caracteristici similare termoelectrice. În cazul unor temperaturi egale la sfârșitul vârful termocuplelor sistemului de ieșire va corespunde cu o valoare medie a tuturor Teds termocuple. Dacă rezistența termocuplurile sunt identice, apoi supraîncălzirea locală Teds una dintre termocuple crește cu cantitatea? E, iar ieșirea întregului sistem este majorată cu valoarea? E / n termocuplului datorită ocolesc toate celelalte n termocuple sistem.
6. Modificarea temperaturii capetelor libere. Extensie (compensare) fire. unificarea dispozitivului
Conform poziției convenționale pe practice Scala de temperatura termocuplurilor International de clasificare standard, realizată la o temperatură a capetelor libere ale t = 0 ° C. Cu toate acestea, în practică, măsurarea temperaturii, în special în medii industriale, pentru a menține temperatura capetelor libere la 0 ° C, este adesea dificil și incomod, și uneori imposibil. In cele mai multe cazuri, mai convenabil pentru a menține temperatura capetelor libere ale constante, dar diferite de la 0 ° C (această temperatură este notată t1 ≠ 0 ° C). Datorită faptului că în timpul calibrării temperatura este menținută liberă se termină t0 = 0 ° C, și în timpul funcționării, temperatura traductoarelor termoelectric t1. Administrarea a fost corecțiile necesare la valoarea măsurată a Teds termocuplului datorate schimbării temperaturii capetelor libere ale t0 la t1. Pentru este necesară găsirea -e diferența E (t, t0) (t, t1), unde temperatura capătul de lucru t-măsurat.
Temperatura Teds t0 este determinată de capătul liber al formei de expresie
și capătul liber al t1 temperaturi
Evident, diferența de pe partea dreaptă a ultimei expresie caracterizează această Teds termocuplu la temperatura T1 final de lucru și temperatura capetelor libere t0.
Prin urmare, putem scrie
În consecință, al doilea termen din partea dreaptă (6.5) - velichinaE (t1, t0) este corecția care trebuie adăugată la temperatura măsurată atunci când kontsovt1znacheniyu liber Teds pentru a obține Teds valoare corespunzătoare temperaturet0svobodnyh capete ale termocuplului.
Astfel, nu este nevoie de un convertor termoelectric condiții de funcționare pentru a menține temperatura capătului său liber, care este menținută în timpul calibrării termocuplului. Rezultatele măsurătorilor distorsiunea Teds se realizează prin introducerea unui amendament conform ecuației (6.5). Este necesar doar să știe exact temperatura T1 a capetelor libere ale termocuplului la condițiile de funcționare și pentru a se asigura persistența acesteia pe parcursul întregii perioade de măsurare. Ultima cerință este de a efectua într-un mediu de producție este dificilă, deoarece thermoelectrodes încerca să facă o lungime mică pentru transport facil, utilizare și de economisire a materialelor termocuplu (în special în prezența metalelor prețioase în ele). cap traductor Adesea termoelectrică cu capetele libere, datorită apropierii de suprafețe fierbinți (cuptoare, generatoare de abur, conducte și altele asemenea) este încălzit în timpul funcționării la temperaturi diferite, care variază în timp și ajunge la o valoare de 60-70 ° C, și, uneori, mult mai mari (până la 200 ° C).
După îndepărtarea capetelor libere cu extinderea scaunelor (compensare) extreme de temperatură utilizate sârmă c, d (fig. 6.1).
Fig. 6.1. termocuple circuit cu fire de extensie.
Iar atunci când recrutează fire de extensie ar trebui să se asigure egalitatea
Există două moduri de selecție a firelor de extensie. În prima metodă este selectată sârmă, identică în proprietăți thermoelectrodes sale termoelectric (adică, asociat cu thermoelectrodes corespunzătoare care le furnizează un anumit interval de temperaturi mult de zero Teds - compensare poelektrodnuyu). Această metodă este cel mai versatil și este utilizat pentru măsurarea cu mare precizie.
În a doua metodă (total compensare) fire de extensie trebuie să dezvolte Teds termocuplu pentru care sunt destinate (m. E. perechi selectate de fire de extensie a căror nominală caracteristică statică într-un interval de temperatură predeterminat corespunde convertorului termoelectric caracteristică statică nominală). Această ecuație trebuie să fie satisfăcută în intervalul de temperatură în care poate fi în capetele libere ale termocuplului (de obicei, între 0 și 100 ° C).
Pentru cabluri de extensie de compensare totală trebuie să fie îndeplinită cerința că legătura de temperatură de fire de extensie la capetele libere ale termocuplului, dar conformitatea cu această cerință nu este necesară pentru firele de extensie poelektrodnoy de compensare.
Principalele caracteristici ale termocuple și de compensare) fire de extensie.
prelungitoarelor standard marcate. Atunci când încorporarea lor în circuitul convertorului termoelectric este necesar să se respecte polaritatea. Ușor arătat [18] că polaritatea de comutare firele de extensie există o eroare, care este egală cu de două ori incertitudinea cauzată de încălzirea capetelor libere ale termocuplului de la t0 la t1 (vezi Figura 6.2 ...):
