Способы подключения термоэлектрического термометра

В процессе измерения температуры термоэлектрическим термометром необходимо вводить поправку на изменение температуры свободных концов термопары. Для того чтобы эта поправка была в процессе измерений неизменной, места соединения свободных концов термопары с медными проводами должны находиться при постоянной температуре.

В лабораторных условиях свободные концы термопары или компенсационных проводов помещают в пробирки с маслом, погруженные в сосуд Дьюара, наполненный тающим льдом на глубину не менее 10 см.

В производственных условиях места спайки компенсационных проводов с медными проводами, идущими к измерительному прибору, помещают в сосуд, наполненный маслом, температура которого совпадает с температурой в помещении. Если температура в месте установки данного сосуда подвержена значительным колебаниям, то его помещают в термостат с простейшим биметаллическим терморегулятором, настроенным на максимально возможную температуру окружающей среды. Такие способы позволяют поддерживать постоянную температуру свободных концов с точностью 0, 2 – 0, 6 градусов.

Для измерения ТЭДС служит милливольтметр. Его показания зависят от температуры окружающей среды в месте установки прибора (с ростом температуры увеличивается сопротивление медной обмотки рамки, что приводит к снижению показаний прибора на 0, 4 % на 1 градус). Для снижения этой погрешности в цепь последовательно с милливольтметром включают добавочный резистор из манганина (сопротивление которого почти не зависит от температуры) с сопротивлением, существенно больше, чем сопротивление медной обмотки прибора. Другой, более совершенный способ, когда в дополнение к манганиновым резисторам в цепь включается терморезистор ММТ-8 (смесь окислов меди и марганца) с отрицательным температурным коэффициентом электрического сопротивления (рис. 4-11-3).

Классы точности милливольтметров бывают 0, 2; 0, 5; 1, 0; 1, 5 и 2, 5. На погрешность показаний прибора влияет целый ряд факторов:

1. Падение напряжения на внешней цепи (тем больше, чем меньше внутреннее сопротивление милливольтметра, оно должно в десятки раз превышать сопротивление внешней цепи);

2. Отклонение ТЭДС термопары от значений градуировочной таблицы;

3. Отклонение ТЭДС в паре между жилами термоэлектродных проводов;

4. Погрешность устройств компенсации температуры свободных концов;

5. Влияние температуры внешней среды на сопротивление милливольтметра, соединительных и термоэлектродных проводов и свободных концов термоэлектродов;

6. Несоблюдение рекомендованного сопротивления внешней цепи и глубины погружения термоэлектродов;

7. Электростатический заряд на стекле милливольтметра вследствие протирания его сухой тряпкой;

8. Влияние магнитных полей (например, установка ближе 30 см нескольких приборов, особенно в пластмассовом корпусе с внешним магнитом);

9. Влияние ферромагнитных масс (нарушение правил установки на стальном щите).

Отдельные модификации милливольтметров могут применяться в качестве сигнализирующих и управляющих устройств.

приборов класса точности 1, 0).

Для автоматической компенсации влияния изменения температуры свободных концов термопары на величину ТЭДС применяются специальные компенсационные устройства.

Добавочный R_д, уравнительный R_у и резисторы моста R₂, R₃, R₄ выполнены из манганина, который почти не изменяет сопротивление с повышением температуры, а резистор R₁ выполнен из медной проволоки. Мост питается от источника стабилизированного напряжения. При температуре t₀мост уравновешен и напряжение U_ab = 0. При повышении температуры сопротивление резистора R₁ увеличивается и на зажимах a и b возникает напряжение U_ab, которое компенсирует снижение ТЭДС термопары с достаточной степенью точности. Изменение напряжения U_ab для термопар с различными градуировочными характеристиками осуществляется за счёт изменения напряжения питания. Погрешность компенсации влияния изменения температуры свободных концов прибором КТ в интервале от 0 до 50 °С составляет ±3°С.

Часто возникает необходимость вывода информации с нескольких термопар на один измерительный прибор. В этом случае качеству соединений термопар с переключателем, милливольтметром, и в особенности устройству соединительных линий должно уделяться большое внимание, так как ток, протекающий в электрической цепи незначителен (не более 0, 2 – 0, 3 мА). Необходимы хорошие контакты в соединениях, надёжные качественные двухполюсные переключатели, надёжная изоляция проводов, отсутствие заземлений в линиях. Кроме того, сопротивление внешней цепи должно соответствовать заданному значению. Если шкала милливольтметра градуирована в градусах, то к нему можно присоединить термометры только с одинаковым сопротивлением внешней цепи и одной и той же градуировки.

Простейшие схемы присоединения трёх термометров к одному милливольтметру показаны на рис. 4-12-2 и 4-12-3.