Основные характеристики термоэлектрических термометров

Рис. 52. Градуировочные характеристики термопар

Для изготовления термопар чаще всего применяют электроды в виде проволоки диаметром 1,5 ... 3,2 мм для термопар из неблагородных металлов и диаметром 0,5 – для благородных. Для измерения температуры поверхности применяют ленточные и лепешечные термопары.

Рис. 53. Конструкция арматуры термоэлектрического термометра:

I – корпус с крышкой; 2 – клеммная коробка; 3 – фарфоровые бусы; 4 – штуцер с резьбой; 5 – защитный чехол; 6 – термопара

Термопары обычно изготовляют сваркой или пайкой. Так как термоэлектроны должны соприкасаться друг с другом только в рабочем конце (горячем спае), то по всей длине их изолируют друг от друга. Для внутренней изоляции отдельных электродов из неблагородных металлов применяют фарфоровые одноканальные трубочки (бусы). Термоэлектроды платинородий – платиновой термопары по всей длине изолируют друг от друга фарфоровой одно канальной трубкой, надетой на платиновый электрод, или двухканальной фарфоровой трубкой. Для защиты от механических повреждений и непосредственного воздействия вредных газов термоэлектроды помещают в защитный чехол (рис. 53).

В качестве вторичных приборов в термометрических термометрах используют пирометрические милливольтметры (гальванометры) и компенсационные приборы (потенциометры).

Пирометрические милливольтметры – приборы магнитоэлектрической системы. Их работа основана на принципе взаимодействия проводника, по которому протекает электрический ток, с магнитным полем постоянного магнита.

Рис. 54. Схема милливольтмметра

Милливольтметр (рис. 54) состоит из постоянного магнита 2, на концах которого расположены полюсные наконечники 3 из мягкого железа, и неподвижного стального магнитопровода 5. Наличие цилиндрического магнитопровода в междуполюсном пространстве магнита уменьшает магнитное сопротивление, создает равномерный зазор и формирует радиальный магнитный поток. В кольцевом воздушном зазоре между полюсными наконечниками и магнитопроводом размещается прямоугольная рамка 4, состоящая из большого числа витков изолированного медного провода. С обеих сторон по центру рамки установлены полуоси, на которых рамка может поворачиваться в опорных подшипниках, изготовленных из рубина или агата. Ось вращения рамки совпадает с осью магнитопровода.

Рамка поворачивается вместе с легкой стрелкой 1, один конец которой перемещается вдоль шкалы, а на втором расположены два усика с грузами 6. Перемещением грузов по винтовой нарезке добиваются уравновешивания подвижной системы, т. е. совпадения центра тяжести с осью вращения. Для создания противодействующего момента и подвода тока к подвижной рамке служат две спиральные пружины 7, изготовленные из фосфористой бронзы. Добавочный резистор R_доб, выполненный из манганиновой проволоки, используется для подгонки диапазона шкалы и ограничения влияния изменений температуры окружающей среды на показания прибора (температурный коэффициент сопротивления манганина – низкий). Подгонка внешнего сопротивления осуществляется резистором R_вн, значение его подбирается по сопротивлению внешней цепи (сопротивление резистора R_вн внешней цепи должно соответствовать значению, указанному на шкале прибора).

При измерении температуры ток от термопары поступает в рамку через спиральные пружины. Протекающий по рамке ток взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, вследствие чего рамка поворачивается под действием момёнта. Поворот рамки прекратится при уравновешивании двух моментов. Переменной величиной практически является сопротивление подсоединительных проводов, т. е. их длина оказывает влияние на показания прибора.

Промышленность выпускает показывающие, регистрирующие и регулирующие милливольтметры. Шкала градуируется либо в градусах температуры, либо в милливольтах, применяется и двойная градуировка шкалы. Технические характеристики показывающих милливольтметров приведены в табл. 6.

Поверка милливольтметров сводится к определению соответствия градуировки и класса точности приведенным значениям. Она проводится с помощью лабораторных приборов более высокого класса точности. На вход обоих приборов от источника регулируемого напряжения одновременно подается одинаковый сигнал. Результаты измерений сравнивают при прямом и обратном ходе (увеличение и уменьшение напряжений) и определяют погрешности поверяемого милливольтметра.

Таблица 6