Схемы включения термоэлектрических пирометров

Так
как тепловые процессы в печах протекают сравнительно медленно, то в
большинстве случаев нет необходимости в непрерывном измерении температур
и можно использовать один измерительный прибор для обслуживания
нескольких термопар. В
схеме включения одного пирометрического милливольтметра на три
термопары измерительный прибор с помощью переключателя может быть
присоединен к любой из трех (или более) термопар. Для переключения используют многоточечные щеточные поворотные переключатели …

Так как тепловые процессы в печах протекают сравнительно медленно, то в большинстве случаев нет необходимости в непрерывном измерении температур и можно использовать один измерительный прибор для обслуживания нескольких термопар.

В схеме включения одного пирометрического милливольтметра на три термопары измерительный прибор с помощью переключателя может быть присоединен к любой из трех (или более) термопар. Для переключения используют многоточечные (на 4, 6, 8, 12 и 20 точек) щеточные поворотные переключатели, имеющие надежные контакты.

Переключаются всегда оба провода измерительного прибора, с тем чтобы не иметь общего полюса у термопар, так как иначе, особенно в электрических печах, возможно возникновение между термопарами токов утечки, способных вывести из строя и прибор, и сами термопары.

Показание пирометрического милливольтметра пропорционально проходящему через его рамку току, а последний зависит, очевидно, как от развиваемой термопарой термо-э. д. с, так и от сопротивления цепи, т. е. милливольтметра, термопары и соединительных проводов:

Так как сопротивления проводов и термопары заранее при градуировке милливольтметра неизвестны, то прибор градуируют с включенным в цепь термопары так называемым внешним резистором R_ВН, выполненным из манганина, с сопротивлением заведомо большим, чем возможное суммарное сопротивление (R_ПР+_RT).

Это сопротивление прикладывается к прибору в виде подгоночной катушки с намоткой из изолированной манганиновой проволоки, а его значение обозначается на шкале милливольтметра. На месте, после подключения прибора, от подгоночной катушки отматывается какая-то часть соответствующая сумме сопротивлений термопары и проводов с тем, чтобы результирующее сопротивление (R_ПР+R_T+ R_’ВН) опять-таки равнялось R_ВН, с которым градуировался прибор. Таким путем удается избежать погрешности, значение которой может достигать 2—3%. Подгоночные катушки выпускаются с сопротивлением 5 и 15 Ом.

Однако даже при весьма тщательной подгонке внешнего сопротивления цепи термоэлектрического пирометра при монтаже к его градуировочному значению полностью исключить погрешность, вносимую сопротивлением контура, не представляется возможным, так как это сопротивление зависит от температуры.

Сами термоэлектроды меняют свое сопротивление в зависимости от температуры печи, от того, холодная ли стенка печи (через которую они введены в печь) или уже прогрелась. Компенсационные провода в зависимости от окружающей температуры также могут менять свое сопротивление, то же относится и к рамке милливольтметра.

Погрешность от изменения сопротивлений цепи пирометра от нагрева является достаточно большой и в большинстве случаев недопустимой.

Радикальным способом исключения ошибок в измерениях, связанных с наличием и изменением сопротивления контура термоэлектрического пирометра, является применение компенсационного способа измерения термо-э.д.с. Для этого используют схему потенциометра с неизменным током в компенсационной цепи (рис. 1).

В этой схеме термо-э.д.с. термопары Eт сравнивается с падением напряжения на участке реохорда R_Р, в котором всегда поддерживается вполне определенный, заданный ток. Таким образом, здесь при измерении (переключатель П в положении 2) движок передвигается до тех пор, пока стрелка нуль-прибора не перестанет отклоняться и, так как при постоянном токе в реохорде падение напряжения на нем пропорционально его длине, реохорд можно прямо отградуировать в милливольтах или непосредственно в градусах.

Рис. 1. Принципиальная схема потенциометра с постоянной величиной тока в компенсационной цепи.

Для проверки тока в компенсационной цепи используется нормальный элемент Вестона (НЭ) (или иной источник стабилизированного напряжения), э. д. с. которого сравнивается с падением напряжения в эталонном сопротивлении R_HЭ., для чего переключатель П становится в положение 1.

Так как э. д. с. нормального элемента строго постоянная, то моменту равенства э. д. с. падению напряжения на Rн.э соответствует вполне определенный ток компенсационной цепи. Установка этого тока осуществляется при помощи реостата r. Практически такая стандартизация тока требуется 1 раз в сутки, по мере падения напряжения батареи (или аккумулятора) А.

Так как реохорд и эталонное сопротивление могут быть выполнены с очень большой точностью, так же как и поддержание постоянного тока в реохорде с помощью нормального элемента, то точность измерения в таких потенциометрах может быть доведена до 0,1% и даже технические приборы имеют класс 0,5.

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев