ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Измерительные системы без устройств компенсации погрешностей из "Динамические контактные измерения тепловых величин " При изменении температуры на один градус величина выходного сигнала одиночной термопары в зависимости от материала термоэлектродов находится в пределах 0,01—0,07 мВ. С целью применения вторичных приборов без дополнительных усилителей применяют термобатареи или гипертермопары, в которых одиночные термопары соединяются по различным схемам (рис. 92). Технология изготовления термобатарей описана в [21, 68]. Термобатареи, состоящие из сотен и тысяч термопар, могут быть получены либо сваркой из проволочных или листовых электродных материалов, либо осаждением на проволочную обмотку из кон-стантана медной пленки. [c.161] Существует три вида соединения термопар между собой 1) последовательное 2) дифференциальное 3) компенсационное. [c.161] Например, при Е = 10 мВ, А тах = 10° С и электродах из меди и копеля [к == 0,046) нужно изготовить термобатарею из 22 термопар. [c.162] Дифференциальное соединение (рис. 92, б) получается из одиночной термопары, если измерительный прибор включен в разрыв одного из термоэлементов. Вторичный прибор при этом показывает разность температур — i). В отличие от предыдущей схемы, стабилизации температуры холодных спаев в этой схеме не требуется. [c.162] На рис. 92, в приведена схема дифференциальной термобатареи. Подобная схема может быть получена также по такому способу соединения (рис. 92, г), когда одна термобатарея измеряет температуру ti (to = onst), а другая — температуру При этом минусы (или плюсы) соединяются одним термоэлектродом. Необходимость в термостатировании холодных спаев отпадает, если обе группы их этих спаев прикрепить к одной массивной колодке из металла с большой теплопроводностью. Это обеспечивает быстрое выравнивание температуры колодки при изменении температуры внешней среды. [c.162] Наряду с рассмотренными схемами, выполняющими самостоятельные функции контроля, применяются схемы с термопарами, являющиеся частью следящей измерительной системы. Такие системы (см. рис. 70, 71) обладают лучшими динамическими свойствами, так как обеспечивают сокращение длительности переходного процесса в десятки раз по сравнению с длительностью у разомкнутых систем с термопарами. [c.163] При измерении некоторых величин (скорость, расход, влажность и др.) термопары применяются в качестве не только термо-приемников, но и нагревателей, т. е. наряду с эффектом Зеебека используется эффект Пельтье, который заключается в том, что при пропускании через термопару тока ее спаи в зависимости от полярности тока будут нагреваться или охлаждаться. Таким образом, в каждом конкретном случае представляется возможность выбора того или иного эффекта. [c.163] С/б до значения меньшей шкалы и — напряжение на диагонали абдо переградуировки — ток, проходящий по реостату Я -Напряжение и равно сумме э. д. с. нормального элемента и падению напряжения и у. на сопротивлении 7 - т. е. [c.164] Наличие в мостовых схемах нескольких элементов в виде плеч и диагоналей обеспечивает возможность соединения схем между собой включение в них других элементов в виде термопар, нагревателей и устройств компенсации обусловливает весьма большое число их Модификаций. Общим вопросам мостовых схем посвящен ряд специальных монографий, например [37, 64, 80]. Сравнительный анализ мостовых схем с металлическими и полупроводниковыми сопротивлениями приведен в работах [1, 34, 39]. [c.164] Для сравнения наиболее распространенных схем одинарных мостов по величине чувствительности в табл. 6 приведены данные испытаний в лабораторных условиях, выполненных с одним и тем же вторичным прибором — электронным потенциометром типа ЭПД. Значения сопротивлений плеч набирались на магазинах сопротивлений. [c.165] Рассматриваемые схемы могут применяться для измерения либо температуры при стабилизированной температуре а. либо разности этих температур. Наиболее чувствительны симметричные схемы 1 и 6. Они включают в себя противоположные плечи Я1, Я4 и Я2, ЯЗ и измеряют одинаковые температуры. Однако эти оптимал 1ые по чувствительности схемы не всегда возможно реализовать в конструкции прибора, в частности из-за недостатка места для термопреобразователя. В этом случае рекомендуются схемы 2 и 7, обладающие меньшей чувствительностью. [c.165] Все приведенные в табл. 6 схемы находят применение для измерения не только температуры, но и других параметров процессов скорости потока, расхода, концентрации и др. При этом иногда термозависимые сопротивления подогреваются специальными нагревателями [76]. В таких случаях между нагревателем и термоприемником возникает тепловая емкость, которая является источником дополнительных динамических погрешностей. Там, где улучшение динамических характеристик измерительного устройства необходимо, могут оказаться более приемлемыми схемы с меньшей чувствительностью (3, 4, 5, 8, 9 и 10), в которых одно из сопротивлений совмещает в себе функции термоприемника и нагревателя Я2 на схемах 3 и 8, Я4 на схемах 4, 5, 9 и 10). [c.166] Шие по решйости от колебаний питающего напряжения й затрудняет использование схем температурной компенсации. [c.167] Уравновешивание мостовых схем Может осуществляться либо электрическим, либо тепловым способом. Некоторые из схем с электрическим уравновешиванием приведены в табл. 6. [c.167] Это обычные схемы уравновешенных мостов, в которых балансирование осуществляется реверсивным двигателем, управляемым электронным усилителем и передвигающим движок реохорда. Схемы таблицы 6 предназначены для измерения разностей температур. Наиболее широко применяется для этой цели схема 7, в которой термозависимые сопротивления и Я2 помещены по обеим сторонам реохорда. Если разность температур мала, то чувствительность усилителя может оказаться недостаточной. В таких случаях следует увеличить напряжение питания или установить повышающий трансформатор между измерительной схемой и усилителем. [c.167] В случае, когда от термоприемника требуются минимальные размеры, большая чувствительность и меньшая инерционность, а измеряемая температура не превышает 100—120° С, применяют малогабаритные полупроводниковые сопротивления. [c.168] Нелинейность шкалы уменьшается при выборе А/ ,, Я, / 2-Подробный анализ схем автоматических мостов для измерения разностей температур с различными вариантами включения полупроводниковых термоприемников, расчет температурных погрешностей и параметров моста приводятся в [391. [c.169] Логометрические системы обладают весьма ценным свойством нейтрализовать влияние мешающих факторов при измерении различных величин. Так, магнитоэлектрические логометры практически нечувствительны к изменению напряжения питания в пределах 20% от номинального. [c.169] Для полной компенсации необходимо иметь опорную величину л г, изменяющуюся по такому же закону. [c.170] На практике этим методом возможно осуществить компенсацию только части погрешностей. [c.170] Вернуться к основной статье