Градуировка термопары

В работе используется хромель-алюмелевая дифференциальная термопара. Для выполнения градуировки соберите установку, показанную на рис.8б. Обычно «холодный» спай термопары погружается в тающий лед и выполненная в этом случае градуировка является «стандартной», т.е. полученной в строго определенных условиях. Она позволяет определять температуру в градусах Цельсия, начиная с 0⁰.В нашей работе «холодный» спай погружен в воду комнатной температуры и, строго говоря, полученная градуировка справедлива только при данной комнатной температуре.

«Горячий» спай «скрепите» с помощью прищепки с жидкостным термометром и погрузите в сосуд с водой, установленный на электроплитке. Электроплитка может быть подключена через ЛАТР(лабораторный автотрансформатор), на котором устанавливается напряжение 150-180В для более медленного нагревания .

Для измерения термо-ЭДС в данной работе используется потенциометр постоянного тока ПП-63. При измерениях следует выполнять следующее:

- Перед началом работы установите корректором стрелку с гальванометром на «0».Прибор установите в горизонтальное положение.

- Соблюдая полярность, подключите источник питания - аккумулятор, к клеммам «БП» (батарея питания) потенциометра. (В переносном варианте могут использоваться встроенные элементы тока). Тумблер «БП» переведите в положение «Н»- наружный.

- Тумблер «НЭ» – нормальный элемент, переведите в положение «В»- внутренний. Клеммы «БИ» и тумблер под ними в данном случае не задействованы

- Тумблер «Питание 1,2-1,65В» переведите в положение «ВКЛ».

- Подключите термопару к клеммам «Х».Переключателем введите измерительное сопротивление 0,6 Ом. Оно приблизительно равно сопротивлению хромель-алюмелевой термопары.

- Переключатель рода работ поставьте в положение «Потенц»-потенциометрические измерения.

- Штекер делителя поставьте в положение 0,5. При этом отсчитанное по прибору напряжение необходимо умножать на 0,5.

- Провести установку рабочего тока потенциометра, для чего: а) установить переключатель «К-И» в положение «К»-контроль; б)установить стрелку гальванометра на «0» вращением рукояток «Грубо» (верхняя) и «Точно» (нижняя) реостата «Рабочий ток», вначале принажатой кнопке «Грубо», а затем «Точно». (Кнопки можно зафиксировать в нажатом положении, повернув их в ту или другую стороны).\

- Для измерения термо-ЭДС переключатель «К-И» переведите в положение «И» – измерение. Пока температуры спаев термопары одинаковы и на обеих шкалах потенциометра установлены нули, при нажатии кнопок «Грубо» и «Точно» стрелка гальванометра не отклоняется. При нагревании одного из спаев термопары появляется термо-ЭДС и стрелка гальванометра отклоняется при нажатой кнопке «Точно».

- Вращением рукоятки «0-2 мВ» и переключением ручки «0-48 мВ» необходимо вернуть стрелку гальванометра на нуль. После этого производится отсчет показания, - суммируются показания обеих шкал.

Записав начальную температуру и сбалансировав потенциометр, включите электроплитку. В ходе измерения произведите измерения термо-ЭДС при различных температурах (7-9 точек в пределах до точки кипения воды).

По полученным данным постройте градуировочный график для термопары. Прямую можно провести на глаз.

Дополнительное задание: получите и постройте градуировочную кривую по результатам измерений при охлаждении термопары от точки кипения воды до 40- 30 ⁰С. Объясните расхождение с первым графиком.

По графику определите удельную термо-ЭДС хромель-алюмелевой термопары (мВ/град), используя любые две точки градуировочного графика.

Использую градуировочный график, измерьте температуру вашего тела, зажав спай термопары пальцами.

Контрольные вопросы.

1. Какова температура человеческого тела в шкалах Цельсия, Кельвина и Фаренгейта?

2. Сколько градусов Цельсия в одном градусе Фаренгейта?

3. Переведите 50⁰F в градусы Кельвина.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Спектральная (монохроматическая) излучательная способность некоторых металлов в красных лучах с длиной волны =0,65 мкм.(таблица 1)

Таблица 1

Зависимость действительной температуры от яркостной температуры, измеренной оптическим пирометром, при различных значениях коэффициентов излучательной способности  для =0,65 мкм. (таблица 2)

Таблица 2