Термоэлектрические термометры

Термоэлектрические термометры представляют собой электрическую измерительную цепь, состоящую из термоэлектрического преобразователя (термопара) и электроизмерительного, прибора предназначенного для измерения малых ЭДС (напряжений).

В качестве приборов могут использоваться:

- милливольтметр;

- потенциометры;

- нормирующие преобразователи;

- цифровые приборы.

Работа термопары основана на термоэлектрическом эффекте.

В цепи состоящей из 2-х разнородных проводников (термоэлектродов) А и В при разности температур спаев t и t₀ появляется термоЭДС и электрический ток (термоток). Причем термоЭДС зависит от материала проводников и разности температур спаев и не зависит от их размеров.

Такая цепь состоящая из 2-х или нескольких проводников называется термоэлектрическим преобразователем (термопарой).

Возникновение термоЭДС объясняется тем, что количество свободных электронов в единицу объема, для разнородных материалов образующих термоэлектроды, не одинаково.

В местах спаев происходит диффузия из одного электрода в другой, приечем диффузия элементов из материала с большей концентрации будет больше диффузии протекающей в противоположном направлении.

Тот электрод который теряет электроны становиться положительным, а другой отрицательным. В спаях образуется контактная разность потенциалов е₁ и е₂. Значение контактной разности определяется природой материалов электродов и температурой в спаях.

Материалы электродов на значение е₁ и е₂ сказывается одинаково, а при неравенстве температур t ≠ t₀, е₁≠ е₂. Следовательно, появляется результирующее ЭДС которая называется термоэлектрической.

Если создать условия, при которых t₀=const, то зависимость станет однозначной, т.е.

Часто так и поступают. Один из спаев поддерживают при постоянной температуре, он называется свободным (холодным), второй спай, помещают в среду, называют рабочим (горячим).

Для исключения влияния температур спаев друг на друга за счет теплопроводности электродов, их выполняют достаточно длинными.

Важно, что термоЭДС остается неизменной, если в цепь термопары включить третий проводник или измерительный прибор при сохранении температур постоянными.

Свободные концы удаляют от объекта измерения для стабилизации температуры и ее контроля. Для этого принимают специальные компенсационные или термоэлектродные провода.

Градуировка термопар производиться при температуре свободных концов 0ºС. Если температура t₀≠0 ºС, то в показания измерительного прибора вводят поправку, которая определяется по стандартным градуировочным таблицам. Найденная поправка прибавляется с показаниями ЭДС измерительного прибора, если температура свободных концов t^º больше 0 ºС и вычитается в случае t^º меньше 0 ºС.

В нашей стране применяется в основном 5 видов термопар. Градуировочные характеристики стандартизованы при температуре свободных концов при 0 ºС.

К ним относятся:

- хромель-копелевые (ТХК); (L),

- хромель-аллюминиевые (ТХА); (К),

- платинородий-платиновые (ТПП); (S)

- платинородий-платинородивые (ТПР);(B)

- вольфрамренивые-вольфрамреневые (ТВР), (А).

ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ

Под давлением в общем случае понимают предел отношения нормальной составляющей силы F к площади S, на которую действует сила.

При равномерном распределении силы давление равно

.

Давление является одним из важнейших параметров химико-технологических процессов. От величины давления зависит протекание технологического процесса.

Различают абсолютное, избыточное, барометрическое (атмосферное) давление и разрежение (вакуум) (рис. 2). Абсолютное давление P_А – давление, отсчитанное от абсолютного нуля.
На практике определяется как сумма избыточного и барометрического давлений:

Р_А = Р_И + Р_Б .

Избыточное давление Р_И представляет собой разность между абсолютным давлением P_А и барометрическим давлением Р_Б
(т.е. давлением воздушного столба земной атмосферы) [1]:

Р_И = Р_А – Р_Б .

Если абсолютное давление ниже барометрического, то в объекте имеет место разрежение (вакуум):

Р_В = Р_Б – Р_А,

где P_В – разрежение.

Виды давления

В системе СИ в качестве единицы давления принят Паскаль [ Па ].

1 Па = 1 Н/м²

В практике в качестве единицы давления широко используется техническая атмосфера

1ат = 1 кгс/см²= 9,81· 10⁴ Па = 10⁴ мм вод. ст.= 735,56 мм. рт. ст.

Существует физическая атмосфера:

1 атм = 760 мм.рт.ст.