ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Меняев К.В.

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплинам «Автоматическое регулирование энергоустановок», «Управление техническими системами»

для студентов специальности 140502 «Котло- и реакторостроение» и направления 141100 «Энергетическое машиностроение»

Барнаул 2013

Меняев К.В. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Автоматическое регулирование энергоустановок» и «Управление техническими системами» для студентов специальности 140502 «Котло- и реакторостроение» и направления 141100 «Энергетическое машиностроение» / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006.- с.12.

В методических указаниях изложены основы теории измерения температуры тел термоэлектрическим методом, требования к материалам для изготовления термоэлектрических термометров и удлиняющих термоэлектрических проводов, способы изготовления термоэлектрических термометров и подключения их к измерительным приборам. Приведены литература для самостоятельной подготовки и приложения.

Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Котло-и реакторостроение»

Протокол № 5 от 16.01.2013г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1. Основы теории термоэлектрических термометров 4

2. Включение измерительного прибора в цепь

термоэлектрического термометра 9

3. Поправка на температуру свободных концов

термоэлектрического термометра 9

4. Термоэлектрические термометры: материалы, изготовление 10

5. Удлиняющие термоэлектродные провода 12

6. Порядок выполнения работы 13

7. Содержание отчета 15

8. Вопросы для проработки 156

Литература для самостоятельной подготовки 17

Приложение А – Протокол измерений 178

Приложение Б – Номинальная статическая характеристика

преобразования 19

Приложение В – Стандартные термоэлектрические

термометры с металлическими термоэлектродами 21

Приложение Г – Зависимость сопротивления стандартных

термометров общего назначения от температуры 23

ВВЕДЕНИЕ

Целью лабораторной работы является ознакомление с различными видами термоэлектрических термометров, способами их подключения к измерительному прибору и правилам измерения температуры тел этими термометрами; научиться пользоваться номинальной статической характеристикой преобразователя (НСХ) для различных видов термоэлектрических термометров.

1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕРМОЭЛЕКРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕРОВ

Термоэлектрический метод измерения температур основан на строгой зависимости термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) термоэлектрического термометра от температуры.

Термоэлектрические термометры широко применяются для измерения температур до 2500°С в различных областях техники и в научных исследованиях. Они могут использоваться для измерения температуры от
- 200 °С (специальные от - 270 °С), но в области низких температур термоэлектрические термометры получили меньшее распространение, чем термометры сопротивления. В области высоких температур (выше 1300 - 1600°С) термоэлектрические термометры находят применение главным образом для кратковременных измерений; для длительного же измерения высоких температур они применяются только в отдельных особых случаях.

К числу достоинств термоэлектрических термометров следует отнести достаточно высокую степень точности, возможность централизации контроля температуры путем присоединения нескольких термоэлектрических термометров через переключатель к одному измерительному прибору, возможность автоматической записи измеряемой температуры с помощью самопишущего прибора, возможность раздельной градуировки измерительного прибора и термоэлектрического термометра.

В основу измерения температур с помощью термоэлектрических термометров положены термоэлектрические явления, открытые Зеебиком в 1821 г. ТермоЭДС возникает в цепи, составленной из двух разнородных проводников при неравенстве температур в местах соединения этих проводников (рисунок 1).

а) из двух разнородных проводников; б) из трех однородных проводников

Рисунок 1 – Термоэлектрические цепи

а) в разрыв спая; б) в разрыв термоэлектрода

Рисунок 2 – Включение третьего проводника в термоэлектрическую цепь

а) в разрыв спая; б) в разрыв термоэлектрода

Рисунок 3 – Включение измерительного прибора в термоэлектрическую цепь

Современная физика объясняет термоэлектрические явления следующим образом. С одной стороны, согласно закону Вольта, у различных металлов при их соприкосновении возникает контактная разность потенциалов. С другой стороны, в различных металлах плотность свободных электронов (число электронов в единице объема) неодинакова. Вследствие этого в местах сопри­косновения двух разнородных металлов, например, в спае 1, электроны будут диффундировать из металла А в ме­талл В с меньшей плотностью свободных электронов в большем количестве, чем обратно из металла В в металл А. Возникающее при этом в месте соединения электрическое поле будет препятство­вать этой диффузии, и когда скорость диффузионного перехода элек­тронов станет равна скорости их обратного перехода под влиянием установившегося определенного поля, наступит состояние подвиж­ного равновесия. При таком состоянии между металлами А и В возникает некоторая контактная разность потенциалов.

Таким образом, термоэлектродвижущая сила слагается из суммы скачков потенциала в контактах (спаях) термопары и суммы изменений потенциала, вызванных диффузией электронов.

Так как плотность свободных электронов зависит также и от температуры места соединения металлов А и В, то в месте соприкосновения этих проводников при любых температурах возникает ЭДС.

, (1.1)

называемая контактной термоЭДС, значение и знак которой зависят от природы металлов А и В и температуры t места их соприкосновения.

При подогреве спая 1 (рисунок 1, а) в термоэлектрической цепи появляется электрический ток. Если проводники А и В изготовлены, например, из меди и платины, то в более нагретом спае 1 ток будет направлен от платины В к меди А, а в холодном спае 2 от меди к платине. При подогреве спая 2 ток получает обратное направление. Такие токи называются термоэлектрическими, а создающий их преобразователь термоэлектрическим первичным преобразователем или термометром (термопарой).

При t > t₀ направление термотока в спае 2 определяет знак как самого проводника, так и термоЭДС. Положительным называют тот термоэлектрод, от которого идет ток в спае, имеющем температуру t₀ < t (в спае 2), а отрицательным, - к которому ток идет в том же спае. В рассматриваемой цепи термоэлектрод А – термоположительный, а В – термоотрицательный.

Порядок написания термоэлектродов АВ в индексе символа контакт­ной термоЭДС е_АВ указывает на направление тока в холодном спае (спае 2)и поэтому термоэлектрод, написанный в индексе первым – поло­жительный, а вторым – отрицательный.

На основании закона Вольта в замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных проводников А и В, когда температуры мест их соединения одинаковы (t₀ = t) иотсутствуют посторонние ЭДС, термотока не возникает. Вследствие этого необходимо принять, что возникающие при этом контактные термоЭДС в местах соеди­нения 1 и 2 равны между собой, но различны по знаку, и поэтому суммарная термоЭДС цепи равна нулю:

или

. (1.2)

Для цепи из трех различных однородных проводников А, В и С (рисунок 1, б), места соединений которых имеют одну и ту же температуру t, будем иметь:

(1.3)

т. е. сумма контактных термоЭДС в замкнутой цепи из трех различных однородных проводников при одной и той же темпера­туре их спаев равна нулю. Из этого также следует, что

, (1.4)

т. е. если известна контактная термоЭДС двух проводников по отношению к третьему, то этим самым определяется и контакт­ная термоЭДС между первыми двумя.

Закон Вольта можно распространить также и на замкнутую цепь, состоящую из любого числа различных однородных проводников А, В, С,… М, N. Тогда при одинаковой температуре t мест их соединения сумма кон­тактных термоЭДС равна нулю:

(1.5)

Следует отметить, что этот закон является прямым следствием второго закона термодинамики, так как если бы сумма контактных термоЭДС в подобной цепи не равнялась нулю, то в цепи был бы термоток. Если бы в цепи имелся термоток, то часть цепи стала бы нагреваться, а другая – охлаждаться, это означало бы, что отвод и подвод тепла осуществляется без затраты работы. Это противоречит второму закону термодинамики и приводит к выводу, что сумма контактных термоЭДС в такой цепи равна нулю, т.е. термоток отсутствует.

В незамкнутом однородном проводнике, если он неравномерно нагрет, на его концах может возникнуть разность потенциалов Δе:

, (1.6)

которая зависит только от температур концов проводника и не за­висит от распределения температуры по его длине.

На основании вышеизложенного мы можем написать основное уравнение термоэлектрического термометра, выражающее в общем виде зависимость суммарной термоЭДС, возникающей в цепи из двух разнородных термоэлектродов А и В, от температуры мест их соединения:

(1.7)

или

. (1.8)

т. е. термоЭДС термоэлектрического термометра (цепи из разнородных; проводников, места соединений которых имеют равные температуры) равна разности контактных термоЭДС.

Выясним, как влияет на значение термоЭДС термоэлектри­ческого термометра третий проводник, включенный в его цепь. Для этой цели рассмотрим термоэлектрический термометр, состоя­щий из термоэлектродов А и В, в цепь которого включен проводник С (рисунок 2, а). При этом температура спая 1 равна t, а темпера­тура мест соединения (2 и 3) равна t₀. Определим термоЭДС Е для этой цепи. В соответствии с принятыми условиями

(1.9)

Принимая во внимание уравнение (1.3), получаем из (1.9):

(1.10)

Это уравнение полностью совпадает с (1.8).

Рассмотрим теперь термоэлектрическую цепь, изображенную на рисунке 2, б. Полагая, что температуры мест соединений 3 и 4 равны между собой, будем иметь:

(1.11)

Полученное уравнение легко приводится к виду (1.8), если учесть, что и

Из этого следует, что термоЭДС термоэлектрического тер­мометра не изменяется от введения в его цепь третьего проводника, если температуры концов этого проводника одинаковы.

2. ВКЛЮЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА В ЦЕПЬ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТЕРМОМЕТРА

Для измерения термоЭДС термоэлектрического термометра в его цепь необходимо включить измерительный прибор. Для этого необходимо либо разорвать термоэлектрическую цепь в спае 2, либо разорвать один из термоэлектродов, например В,и с помощью проводов С включить измерительный прибор (ИП).

В первом случае (рисунок 3, а) у термоэлектрического термометра будет три конца: рабочий 1, погружаемый в среду, температура которой измеряется, и свободные 2 и 3, которые должны находиться при постоянной температуре
(t = const). Во втором случае (рисунок 3, б), у термоэлектрического термометра окажется четыре конца: рабочий 1, свободный 2 и нейтральные 3 и 4. Концы

3 и 4 должны иметь одну и ту же температуру t₁ абсолютное значение которой роли не играет.

Несмотря на отличие схем рисунок 3, а и б термоЭДС, развиваемая термоэлектрическими термометрами, в обоих случаях будет одинакова, если будут одинаковы термоэлектроды А и В, а также температуры рабочих и свободных концов, так как термоЭДС термометра, как было показано выше, не изменяется от введения в его цепь нового проводника, если температуры концов проводника одинаковы.

3. ПОПРАВКА НА ТЕМПЕРАТУРУ СВОБОДНЫХ КОНЦОВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТЕРМОМЕРА

При градуировке термоэлектрического термометра температура свободных концов обычно поддерживается при постоянной температуре t₀, равной 0 °С. При измерении температуры в практических условиях температура свободных концов термометра, в большинстве случаев, поддерживается постоянной, но не равной 0 °С. С изменением температуры свободных концов изменяется термоЭДС термоэлектрического термометра, что и вызывает необходимость введения поправки, так как зависимость термоЭДС от температуры нелинейная.

Поправка вводится следующим образом. К значению термоЭДС по показаниям потенциометра прибавляется значение термоЭДС при температуре рабочего спая, равной эксплуатационной температуре свободных концов измерительных термоэлектродов, и температуре свободных концов t_c = 0°С.

Например, показания потенциометра при температуре свободных концов измерительных термоэлектродов 50 °С E(t, 50) = 35,65 мВ, что соответствует температуре 447,3 °С. К этой термоЭДС прибавляем термоЭДС E(50, 0) = 3,30 мВ, определенную по градуировочной таблице (номинальной статической характеристике - НСХ) для данного типа термоэлекрического термометра:

E(t, 0) = E(t, 50)+ E(50, 0) = 35,65+3,30 = 38,95 мВ.

ТермоЭДС 38,95 мВ соответствует температура рабочего конца484,8 °С.

Предположение линейной зависимости термоЭДС от температуры привело бы к ошибочному результату: t= 447,3+ 50= 497,3^СС.

4. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ: МАТЕРИАЛЫ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ

К термоэлектродным материалам, предназначенным для изготовления термоэлектрических термометров, предъявляют ряд требований: жаростойкость и механическая прочность; химическая инертность; термоэлектрическая однородность; стабильность и воспроизводимость термоэлектрической характеристики; однозначная, желательно близкая к линейной, зависимость термоЭДС от температуры; высокая чувствительность.

По характеру термоэлектродных материалов термоэлектрические термометры подразделяют на две группы: термоэлектрические термометры с металлическими термоэлектродами из благородных и неблагородных металлов; термоэлектрические термометры с термоэлектродами из тугоплавких соединений или их комбинаций с графитом и другими материалами.

Термоэлектрические термометры первой группы являются наиболее распространенными, они широко вошли в практику технологического контроля и научно-исследовательских работ.

Термоэлектрические термометры второй группы в настоящее время являются больше объектами опытно-исследовательских работ, чем средством технологического контроля температур. Внедрению этих высокотемпературных термоэлектрических термометров в широкую практику препятствуют трудность обеспечения стабильности их термоЭДС во времени и недостаточная взаимозаменяемость. В то же время термоэлектрические термометры этой группы представляют большой практический интерес.

Термоэлектрические термометры с термоэлектродами из благородных металлов, главным образом платиновой группы, широко применяют для измерения температур в области от 300 до 1800°С.

Платинородий-платиновые термоэлектрические термометры (ТПП) применяются для измерения температур в области 300—1600 °С в окислительной и нейтральной среде. Для измерения отрицательных температур платинородий-платиновые термоэлектрические термометры не применяются. Однако, для измерения различных сред до 900-1000 °С в энергетике и промышленности термоэлектрические термометры ТПП применять экономически нецелесообразно, так как в этой области температур термоэлектрические термометры с электродами из неблагородных металлов вполне обеспечивают надлежащие точность и надежность измерений. Кроме того, последние, в большинстве случаев развивают бóльшую термоЭДС, чем термометры платиновой группы.

Хромель-копелевые термоэлектрические термометры типа ТХК относятся к группе термометров с электродами из неблагородных металлов и широко применяются для измерения температур различных сред до 800 °С. Для изготовления положительного электрода используется хромель Т, представляющий собой жаропрочный немагнитный сплав на никелевой основе (89% Ni+9,8% Cr+1,0% Fe+0,2% Mn). Отрицательный термоэлектрод – копель, сплав из меди и никеля (56% Сu + 44% Ni). Верхний температурный предел длительного применения термоэлектродов из копелевой проволоки в зависимости от ее диаметра лежит в пределах 500 – 600 °С при работе в атмосфере чистого воздуха. Невысокий температурный предел применения объясняется тем, что копелевая проволока, содержащая медь, сравнительно быстро окисляется при высоких температурах, и вследствие этого происходит изменение термоЭДС термоэлектрода. Термоэлектрические термометры ТХК развивают наибольшую термоЭДС по сравнению с другими типами термометров.

Хромель-алюмелевые термоэлектрические термометры типа ТХА широко применяются для измерения температуры газовых сред, пара и жидкостей. Положительным термоэлектродом является хромелевая проволока, отрицательным служит алюмель, представляющий собой магнитный сплав на никелевой основе (94% Ni + 2% А1 + 2,5% Мn + 1 % Si + 0,5% примеси). Термоэлектрические термометры ТХА обладают лучшей сопротивляемостью окислению, чем другие термометры из неблагородных металлов, при работе в воздушной среде. Опыт работы с термоэлектрическими термометрами показал, что алюмелевый электрод при температуре, близкой к 1000 °С, менее устойчив к окислению, чем хромелевый. Верхние температурные пределы применения хромелевой и алюмелевой термоэлектродной проволоки устанавливаются в зависимости от ее диаметра при работе в воздушной среде. При применении термоэлектродной проволоки, например, диаметром 3,2 и 5 мм она может быть использована до 1000 °С длительно и до 1200 – 1300 °С кратковременно. Термоэлектрические термометры ТХК и ТХА имеют градуировку ХК и ХА соответственно. Номинальные статические характеристики данных типов термометров приведены в приложении Б.

Стандартные термоэлектрические термометры, применяемые в промышленности, приведены в приложении В. Они являются взаимозаменяемыми и на них имеются стандартные градуировочные характеристики. Пределы допускаемых основных погрешностей стандартных термоэлектрических термометров при температуре свободного концов 0 °С также приведены в приложении В.

Рабочий конец термоэлектрического термометра можно выполнять путем сварки, пайки или скрутки. Наибольшее распространение получил способ изготовления спая с помощью сварки, а пайку применяют только в специальных случаях. Скрутку рабочего конца часто применяют для термоэлектрических термометров с электродами из тугоплавких металлов вольфрамрениевой и вольфраммолибденовой групп.

Сварку электродов термоэлектрического термометра производят как с предварительной скруткой термоэлектродов, так и без скрутки. Не рекомендуется делать скрутку более двух оборотов. Если скрутка будет сделана с большим числом оборотов и с большим шагом, то спай рабочего конца может фактически находиться не в месте сварки, а на конце скрутки, в том месте, где термоэлектроды расходятся (рисунок 4). Это может привести к значительным и не поддающимся учету погрешностям при измерении температуры. Поэтому лучше не прибегать к излишней скрутке термоэлектродов или не делать ее вообще.

Рисунок 4 – Способы изготовления рабочего конца термоэлекрического термометра

Другим вариантом изготовления спая рабочего конца является приварка электродов к дну защитной гильзы. Это позволяет уменьшить инерционность термометра, но не обеспечивает возможности в условиях эксплуатации производить периодическую поверку термометра, а в случае необходимости замену термоэлектродов. Это является существенным недостатком конструкции, так как арматура термометра имеет значительно больший срок работы, чем его термоэлектроды.

В ряде случаев при измерении температуры стенок трубопроводов применяют зачеканку термоэлектродов в стенку трубы.

5. УДЛИНЯЮЩИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОВОДА

Для передачи термоЭДС, развиваемой термоэлектрическим термометром, к измерительному прибору на некоторое расстояние применяют специальные удлиняющие термоэлектрические провода. К ним не предъявляется требований жаростойкости, которой должны обладать электроды термометров. Отсюда возникает естественная возможность подыскания для термоэлектрических проводов таких металлов, которые не являлись бы дефицитными (особенно при применении термоэлектродов из благородных металлов) и в интервале температур от 0 до 100 °С развивали в паре между собой такую же термоЭДС, как и термоэлектрический термометр, с которым они комплектуются.

Таким образом, при применении термоэлекродных проводов свободными концами термометра можно считать места соединения термоэлектродных проводов с медными проводами или с зажимами измерительного прибора, если термоэлектродные провода присоединяются к ним непосредственно.

При подключении термоэлектродных проводов к термометру необходимо соблюдать полярность во избежание погрешностей, возникающих при измерении.

Основные характеристики термоэлекродных проводов, применяемых с серийно выпускаемыми термоэлектрическими термометрами, даны в приложении В.

6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1. Собрать схему лабораторной установки (рисунок 5), для чего:

6.1.1. Присоединить к потенциометру КСП-4 удлиняющие термоэлектродные провода для термопары ТХК, соблюдая полярность и подключить к ним термопару;

6.1.2. Проверить правильность подключения путем нагрева рабочего спая термометра в пламени горелки, спички. При верном подключении стрелка включенного автоматического потенциометра должна начать передвигаться к концу шкалы.

6.2. Поместить на нагревательный элемент сосуд с рабочей жидко­стью (вода). Поместив вышеперечисленные термоэлектрические термометры, включить нагревательный элемент и зафиксировать на ди­аграмме потенциометра разогрев рабочей жидкости до кипения (ре­комендуется помещать сосуд с рабочей жидкостью уже на разогретый нагревательный элемент).

6.3. Определить по показаниям прибора и градуировочной характе­ристике для данного типа термометра начальную и конечную темпера­туру рабочей жидкости, введя поправку на температуру свободных концов термометра.

6.4. Определить погрешность измерения температуры термоэлектри­ческим термометром.

6.5. Сравнить температуру кипения воды при данном атмосферном давлении, определенную с помощью термоэлектрического термометра, с температурой кипения, определенной по таблицам термодинамических свойств воды и пара.

6.6. Взять в качестве рабочей жидкости насыщенный раствор пова­ренной соли.

6.7. Повторить эксперимент для термоэлектрического термометра типа ТХА и ТСП.

6.8. Проанализировать полученные результаты и сделать соответ­ствующие выводы.

6.9. Привести в порядок рабочее место.

1 – сосуд с рабочей жидкостью; 2 – термопреобразователь; 3 – удлиняющие термоэлектродные провода; 4 – регистрирующий прибор (потенциометр); 5 – нагреватель.

Рисунок 5 – Схема лабораторной установки

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Титульный лист.

2. Содержание.

3. Введение

4. Теоретическая часть.

5. Схема экспериментальной установки.

6. Обработка результатов эксперимента, с определением погрешностей измерений.

7. Заключение.

8. Список литературы.

9. Протокол измерений (Приложение А).

8. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОРАБОТКИ

8.1. На чем основан термоэлектрический метод измерения темпера­туры?

8.2. Какова природа возникновения термоЭДС в термоэлектрическом термометре?

8.3. При каких условиях в термоэлектрическом термометре возни­кает термоток?

8.4. Вывести основное уравнение термоэлектрического термометра.

8.5. Каковы достоинства и недостатки термоэлектрических термометров?

8.6. Что такое номинальная статическая характеристика термо­электрического термометра?

8.7. Как включается измерительный прибор в цепь термоэлектри­ческого термометра?

8.8. для чего и как вводится поправка на температуру свободных концов термоэлектрического термометра?

8.9. Каковы требования к материалам для изготовления термоэлектрических термометров?

8.10. Как разделяются термоэлектрические термометры по харак­теру термоэлектродных материалов? Каковы способности каждой из групп?

8.11. Какие типы термоэлектрических термометров наиболее широко применяются в энергетике? Дать их краткую характеристику.

8.12. Каковы способы изготовления рабочего конца термоэлектри­ческого термометра?

8.13. Каково назначение удлиняющих термоэлектродных проводов? Требования к материалам, особенности подключения к термоэлектричес­кому термометру?

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

1. Усынин, Ю. С.Теория автоматического управления: учеб. пособие/ Ю.С. Усынин. - Челябинск: ЮУрГУ, 2010 – 174 с., 20 экз.

2. Раннев, Г. Г. Методы и средства измерений: учебник / Г.Г. Раннев, А.П. Тарасенко, 5-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. – 331 с., 20 экз.

3. Плетнев Г.П. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-344 с., 2 экз.

4. Иванова Г.М. и др. Тегхлотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов/Г.М.Иванова, Н.д.Кузнецов, В.С.Чистяков.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-.С.24-35.

5. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергети­ческих процессов». 3-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1978.-С.86-120.

6. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения: Учебник для техни­кумов. 5-е изд., перераб., доп.-М.: Энергия, 1979.-С.85-108.

7. Фурсов И.Д. Методические указания по выполнению текстовых и графических документов студентами специальности 101300 на кафедре «Котло- и реакторостроение»/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова – Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2006.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Протокол измерений

Дата__________________

Температура свободных концов термопары_________°С

Атмосферное давление_______мм.рт.ст. (______Па)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Номинальная статическая характеристика преобразования ХК

Температура рабочего конца, °С	ТермоЭДС, мВ, для температуры, °С
		0,063	0,127	0,190	0,254	0,318	0,381	0,445	0,509	0,574
10	0,638	0,702	0,767	0,832	0,896	0,961	1,026	1,091	1,157	1,222
	1,287	1,353	1,418	1,484	1,550	1,616	1,682	1,748	1,815	1,881
	1,947	2,014	2,081	2,148	2,214	2,282	2,349	2,416	2,483	2,551
	2,618	2,686	2,753	2,281	2,889	2,957	3,025	3,094	3,162	3,230
	3,299	3,367	3,436	3,505	3,574	3,643	3,712	3,781	3,850	3,920
	3,989	4,059	4,128	4,198	4,268	4,338	4,408	4,478	4,548	4,619
	4,689	4,760	4,830	4,901	4,972	5,042	5,113	5,184	5,255	5,327
	5,398	5,469	5,541	5,612	5,684	5,756	5,828	5,899	5,971	6,043
	6,116	6,188	6,260	6,333	6,405	6,478	6,550	6,623	6,696	6,769
	6,842	6,915	6,988	7,061	7,135	7,208	7,281	7,355	7,429	7,502
	7,576	7,650	7,724	7,798	7,872	7,946	8,021	8,095	8,169	8,244
	8,318	8,393	8,468	8,543	8,618	8,693	8,768	8,843	8,918	8,993

Номинальная статическая характеристика преобразования ХА

Температура рабочего конца, °С	ТермоЭДС, мВ, для температуры, °С
		0,039	0,079	0,119	0,158	0,198	0,238	0,277	0,317	0,357
	0,397	0,437	0,477	0,517	0,557	0,597	0,637	0,677	0,718	0,758
	0,798	0,838	0,879	0,919	0,960	1,000	1,041	1,081	1,122	1,162
30	1,203	1,244	1,285	1,325	1,366	1,407	1,448	1,489	1,529	1,570
	1,611	1,652	1,693	1,734	1,776	1,817	1,858	1,899	1,940	1,981
	2,022	2,064	2,105	2,146	2,188	2,229	2,270	2,312	2,353	2,394
	2,436	2,477	2,519	2,560	2,601	2,643	2,684	2,726	2,767	2,809
	2,850	2,892	2,933	2,975	3,016	3,058	3,100	3,141	3,183	3,224
	3,266	3,307	3,349	3,380	3,432	3,473	3,515	3,556	3,598	3,639
	3,681	3,722	3,764	3,805	3,847	3,888	3,390	3,971	4,012	4,054
	4,095	4,137	4,178	4,219	4,261	4,302	4,343	4,384	4,426	4,467
	4,508	4,549	4,590	4,632	4,673	4,714	4,755	4,796	4,837	4,878
	4,919	4,960	5,001	5,042	5,083	5,124	5,164	5,205	5,249	5,287

ПРИЛОЕНИЕ В

Стандартные термоэлектрические термометры с металлическими термоэлектродами

Обозначение типов термометров	Наименование материалов термоэлектродов	Градуировка	Диапазон измерений при длительном применении, °С	Допускаемый предел измерений при кратковременном применении, °С
ТПП	Платинородий (10% Rh) - платина	ПП	0 - 1300
ТПР	Платинородий (30% Rh) - платинородий (6% Rh)	ПР 30/6	300 – 1600
ТВР	Вольфрамрений (5% Re) - вольфрамрений (20% Re)	ВР 5/20	0 - 2200
ТХА	Хромель - алюмель	ХА	-200 – 1000
ТХК	Хромель - копель	ХК	-200 - 600

Примечания:

1. Под длительным применением термоэлектрического термометра понимается его работа в течение нескольких сотен часов, при этом изменение первоначальной градуировки не должны превышать 1 %.

2. Под кратковременным применением термоэлектрического термометра понимается работа его в течение нескольких десятков часов, при этом изменения первоначальной градуировки не должны превышать 1 %.

Пределы допустимых основных погрешностей термоэлектрических термометров

при температуре свободных концов 0 °С (ГОСТ 3044-74)

Обозначение типов термометров	Обозначение градуировки	Интервал температур, °С	Предел допустимых основных погрешностей, мВ
ТПП	ПП	0 - 300	ΔЕт=0,01
Свыше 300 - 1600	ΔЕт=0,01+2,5*10-5(t - 300)
ТПР	ПР 30/6	Свыше 300 – 1600	ΔЕт=0,01+3,3*10-5(t - 300)
ТВР	ВР 5/20	0 - 1000	ΔЕт=0,08
Свыше 1000 - 1800	ΔЕт=0,08+4,0*10-5(t - 1000)
ТХА	ХА	-50 – 300	ΔЕт=0,16
Свыше 300 - 1300	ΔЕт=0,16+2,0*10-4(t - 300)
ТХК	ХК	-50 – 300	ΔЕт=0,20
Свыше 300 - 800	ΔЕт=0,20+6,0*10-4(t - 300)

Примечание: t – температура рабочего конца термоэлектрического термометра

Основные технические характеристики стандартных удлиняющих термоэлектрических проводов

Тип термо- электри- ческого термометра	Термоэлектродные провода	Обозначение проводов	ТермоЭДС в паре между жилами при температуре рабочего конца 100 °С и свободных концов 0 °С, мВ	Допускаемое отклонение значения термоЭДС, мВ
положительный	отрицательный
материал	цвет оплетки	материал	цвет оплетки
ТХК	Хромель	Фиоле-товый	Копель	Желтый (белый)	ХК	6,95	± 0,20
ТХА	Медь	Красный	Констан-тан	Коричне-вый	М	4,10	± 0,15
ТПП	Медь	Красный	Сплав ТП (99,4% Cu + +0,6%Ni)	Зеленый	ПП	0,64	± 0,03

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Зависимость сопротивления стандартных термометров общего назначения от температуры

Поиск по сайту: