Приборы, работающие в комплекте с термоэлектрическими преобразователями.

К ним относятся пирометрические милливольтметры и потенциометры.

Пирометрический милливольтметр.

- показания прибора; - внутреннее сопротивление милливольтметра;

- сопротивление термопары; - сопротивление линии.

Показания милливольтметра зависят от проводов, поэтому сопротивление внешней линии всегда нормируется и для уменьшения погрешностей от изменения R_ВНЕШ берут R_М много больше.

R_М = 200 – 300 Ом (при R_ВНЕШ = 5Ом).

Для автоматического введения поправки на температуру свободных концов термопары, в цепь последовательно включается неравновесный мост.

Сопротивления R₁, R₂, R₃ – постоянные и намотаны из манганина, R_М – медное, находится там же где и свободные концы термопары.

С помощью балластного сопротивления (R_Б) меняют напряжение питания моста.

Мост находится в равновесии при 0°С. Если температура повышается, ЭДС термопары уменьшается, а мостик дает такую же поправку. Добавляется выходной сигнал моста, равный поправке.

R_Б – балластное сопротивление – его меняют для каждой

термопары.

Вопрос № 1.8. Принципиальные схемы потенциометров.

Он основан на компенсационном (нулевом) методе. Метод уравновешивающего преобразования.

R_Р – реохорд

НИ – нуль индикатор

Е_Х – измеряемая ЭДС.

Принцип работы основан на уравновешивании измеряемой ЭДС Е_Х известной разностью потенциалов на реохорде.

При равновесии I₂=0.

(условие работы потенциометра)

В автоматическом потенциометре в качестве источника питания используется стабилизированный источник питания (ИПС).

В переносных потенциометрах для стабилизации рабочего тока используется дополнительная цепь, соединяющая нормальный элемент – источник ЭДС с очень высокой стабильностью.

E_НЭ = 1,0183В.

П – переключатель (К – контроль, И – измерение).

R_НЭ – намотано с высокой точностью из манганина.

- условие равновесия

Движок реостата перемещается до тех пор, пока не наступит положение равновесия.

R_Б – предназначено для предохранения нормального элемента от разрушения.

Схема автоматического потенциометра:

ИПС – источник стабилизированного питания

ПК – преобразовательный каскад

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемой ЭДС разностью потенциалов на вершинах моста

Цепь содержит рабочую ветвь, по которой протекает ток I₁ и вспомогательную с I₂.

I₁ и I₂ нормализованы: I₁ = 3мА, I₂ = 2мА.

R_Н – для установки нуля.

R_П – устанавливает номинальное значение силы тока.

Все приведенное сопротивление будет равно измеряемой ЭДС, деленной на 3.

Вспомогательная ветвь нужна для введения автоматической поправки на температуру свободных концов термопары.

ПК – преобразует постоянный ток в переменный с частотой 50Гц.

Потенциометры могут быть показывающие, показывающие и записывающие и т.д.

Класс точности 0,25 – 0,1%

Вопрос № 1.9. Пирометры излучения.

Принцип действия основан на измерении лучистой энергии, испускаемой нагретым телом. Это бесконтактные преобразователи.

Пирометры подразделяются на:

1. Пирометры полного излучения (радиационные).

2. Пирометры частичного излучения (оптические).

3. Цветовые пирометры.

Важнейшей характеристикой излучения является спектральная (распределение энергии излучения по различным участкам спектра).

– спектральная плотность яркости. Вся энергия излучения – плошадь под кривой.

Согласно закону Кирхгофа отношение спектральной плотности яркости, температуры излучателя к его коэффициенту поглощения не зависит от рода излучателя.

- плотность поглощения (коэффициент поглощения)

- спектральная плотность яркости такого излучателя, у которого коэффициент поглощения во всем спектре и при всех температурах = 1. Такое тело называется абсолютно черным (самое близкое к нему – Солнце).

Выражение для функции было установлено Планком в 1900 г.

Но за 4 года до Планка было уравнение Вина:

Уравнениями Планка можно пользоваться до 4000 К.

Но на измеренном интервале можно пользоваться уравнениями Вина.

Положение максимума кривой спектральной плотности яркости определим взяв первую производную и приравняв ее к нулю.

Полная энергия яркости определяется площадью под кривой спектральной плотности яркости.

Стефан и Больцман доказали, что

- постоянный коэффициент.

В инженерных расчетах:

[Вт/м²]

Все уравнения (Вина, Планка, Стефана-Больцмана) справедливы для абсолютно черного тела. На практике имеют дело с реальными серыми телами, у которых . Их излучение отличается от АЧТ.

Излучение АЧТ полностью характеризуется его температурой, а излучение реальных тел характеризуется на только температурой, но еще и коэффициентом поглощения. Поэтому вводится понятие псевдотемпературы.

Различают:

1. Радиационной температурой не черного излучателя, имеющего температуру Т, называют такую температуру Т_Р абсолютно черного тела, при которой энергии яркости обоих тел равны.

- коэффициент поглощения по всему спектру.

Т.к. у реальных тел α<1, то действительная температура больше радиационной.

2. Яркостной (черной) температурой нечерного излучателя, имеющего температуру Т, называют такую температуру Т_е абсолютно черного тела, при которой спектральные плотности яркостей обоих тел при одной и той же длине волны равны.

т.к. , то

3. Цветовой температурой нечерного излучателя, имеющего температуру Т, называют такую температуру Т_Ц абсолютно черного тела, при которой отношение спектральных плотностей яркостей обоих тел при длинах волн и равны.