измерение Лабораторные. Выполняемые лабораторные работы на учебном лабораторном стенде нтц05. 08. 1 Электрические измерения с мпсо
 Скачать 6 Mb.
|
Термоэлектрические преобразователиТермоэлектрический преобразователь как разновидность электрических преобразователей следует рассматривать состоящим из двух преобразователей, представляющих единое целое. Переменный электрический ток — его действующее значение — преобразуется в тепло (первая ступень преобразования), а тепло, связанное с температурой, преобразуется в постоянную э.д.с. (вторая ступень преобразования). Вторая ступень  преобразования основывается на термоэлектрическом явлении и осуществляется термоэлектрическим преобразователем, называемым также термопарой.Риунок 7.1Если два разнородных проводника или полупроводника Аи Б, называемые термоэлектродами, соединены так, как показано на рисунке 7.1, и если температура места соединения термоэлектродов t1(рабочий или горячий спай), а концов, называемых нерабочими или холодными спаями, t2 < t1то в цепи возникает э.д.с. ЕТ, являющаяся функцией температур t1и t2: 𝐸𝑇 = 𝑓(𝑡1) − 𝑓(𝑡2) Поддерживая t2=const, получим возможность измерять температуру, так как теперь 𝐸𝑇 = 𝑓1(𝑡1). Соединение термопары с измерительным прибором ИПможно осуществить разными способами, один из которых показан на рисунке 7.1. Так как при этом в цепь вводится третий проводник (ИП), отличающийся по своим термоэлектродным свойствам от термоэлектродов термопары, необходимо, чтобы t2холодных спаев была не только постоянной, но и одинаковой. Преобразование переменного тока в тепло осуществляется с помощью нагревателя (металлическая проволока), по которому протекает преобразуемый ток. Количество тепла, выделяющееся в нагревателе за период Тпеременного тока, T QH = RH ∫ i2dt 0 где RH— сопротивление нагревателя. Вследствие тепловой инерции нагревателя, характеризуемой тепловой постоянной времени τ0, при частотах переменного тока, больших 1/ τ0, температура нагревателя практически не изменяется при изменении мгновенного значения переменного тока. Поэтому количество тепла Q0, отводимого за время Т, если не учитывать лучеиспускания, определяется выражением: Q0 = cAΘTT где с— коэффициент теплоотдачи; А— поверхность охлаждения нагревателя; ΘT — разность температур нагревателя и окружающей среды. При установившемся тепловом равновесии QH=Q0 ΘT = RH · cA 1 T  ∫ i2dt T 0Из изложенного следует, что если t2≠t1, то при условии линейности уравнения преобразования термопары Θ = kΘ = kRH I2 = k′I2 T T cA X X где k — коэффициент, зависящий от материалов термоэлектродов термопары; IX— действующее значение преобразуемого тока. Это выражение является уравнением преобразования. Отсюда следует, что чувствительность преобразователя S = dET ≈ ∆ET = 2k′I T dIX ∆IX X На рисунке7.2схематически изображены термоэлектрические преобразователи. Ток IX протекает по нагревателю ВГ, изготовляемому из константана, нихрома, вольфрама, платины  или чугуна. Вольфрам и чугун используют только в вакууме. Термопары обычно выполняют из сплавов хромель — копель и золото — палладий — платина в паре с платинородием |