5 Основните методи на свързване на термоелектрически термодвойки
5. Основни методи термодвойки съединение
Термоелектрически. За измерване на малки температурни разлики на двата обекта А и В обикновено се използва система от няколко последователно свързани термодвойки образуващи термоелектрически (фиг. 5.1).
Фиг. 5.1. Шофиране термоелектрически
При свързване на няколко (п) на термоелементи сумират TEDS. В идеализиран система, когато характеристиките на всички термоелементи са идентични, и температурата на съединенията върху обекта А са равни помежду си, което също има за обект B, общите Teds ще бъдат п пъти Teds разработени от един термодвойка. Поради това се предполага, че използването на п термоелектрически термодвойки в п време повишава точността на измерване на температурни разлики. В действителност, тази позиция е вярно само по принцип, доколкото хетерогенността thermoelectrodes термодвойка води до разлика от характеристики. Освен това на практика е много трудно да се осигури еднакво температура всички възли, монтирани на един обект, като неизбежно ще се случи разлики в термични съпротивления между отделните възли и обекта. Значително въздействие върху нарушение на температури между половете отделните възли могат да бъдат значително по-голям пространствен степен на термоелектрически в сравнение с една термодвойка възел (поради нехомогенността на полето за температура на обекта). Трябва също да се има предвид, че термоелектрически за оценяване е свързано със значителни затруднения и се извършва с по-малко прецизни от деления разделят термодвойка. Всичко това, взети заедно, може да доведе до използването на термоелектрически само ще позволи да се намали относителната брой грешки TEDS, но не значително подобряване на точността на измерване на разликите в температурата на обекти.
Диференциална термодвойка. Така обикновено наречени двойно съединителни термодвойки, които могат да се разглеждат като двата края на термодвойката да функционират при температури Т и t1 включени към друг (фиг. 5.2).
Фиг. 5.2 Схема диференциална термодвойка
Диференциална термодвойка образува общи thermoelectrodes б, която завършва в областите на съединителни с втория контакт и thermoelectrodes. Краищата thermoelectrode и изтеглени в зона с хомогенна температура t0. В този момент, свързване на свързващите проводници към измервателния уред. С тази схема, включваща диференциални термодвойка общо TEDS се определя от уравнението
Независимо от вида на крива характеризиращи TEDS, разработване thermoelectrodes между А и Б в температурен интервал от t1 към Т, ако интервалът не надвишава 15-20 градуса, тази връзка е приблизително линеен счита за приемлива. Тогава изразът за общите диференциални термодвойка Teds може да се запише като
Така TEDS диференциална термодвойка в широк температурен диапазон е пряко пропорционална на разликата между измерените температури т-t1 при работа си край.
к на фактор пропорционалност за дадена двойка thermoelectrodes позиции, определени от калибриране [12, 18], който за предпочитане е направен за стойности на температурата Т и t1 са близки до тези, които ще се появят в експлоатация на термодвойката. Моля отбележете, че разликата термодвойката, предназначени за измерване на малки температурни разлики АТ = трет-t1. Следователно, грешката на измерването на цифровите стойности на температурата Т и Т] в калибрирането на термодвойката може да доведе до значителна грешка относителна последващо измерване АТ.
Mnogospaynaya термодвойка. Такива термодвойки (фиг. 5.3) се използва, например, за измерване на температурата в ямките, в различни дълбочини в резервоари с течно и т. П.
Фиг. 5.3. Схема термодвойка mnogospaynoy
По същата обща thermoelectrodes в редица точки (I, II, III, и т.н.) са свързани сегменти (1-I, 2-II, 3-III и така нататък. D.) Второто thermoelectrode. Топлоелектрическа на всеки от образуваните термодвойката измерено последователно свързване на измервателния уред чрез превключвател S.
Паралелно свързване на термодвойки. Блок-схема на такова съединение е показана на Фиг. 5.4.
Фиг. 5.4. Паралелно свързване на група идентичен термодвойки
Този метод се използва за свързване термодвойките прегряване аларма в точка обект (с голям брой на термодвойки, монтирани в различните си места), както и за намиране на средната аритметична стойност на температурата на определен брой точки. Паралелното връзката може да се използва за същия тип термодвойка с thermoelectrodes А и В с подобни термични характеристики. В случай на равни температури в горния край на термодвойки изходна система ще съответства на средна стойност от всички Teds термодвойки. Ако съпротивлението на всички термоелементи са идентични, тогава локално прегряване Teds един от термодвойки се увеличава с размера? Е, и на изхода на цялата система се увеличава с размера? E / п от термодвойката поради байпас всички други п термодвойки система.
6. Изменение на температурата на свободните краища. Extension (компенсационни) кабели. обединението на устройството
Според конвенционалната позиция на Международните Практически температурна скала стандартни термоелементи класифициране се извършва при температура от свободните краища на Т = 0 ° С. Въпреки това, на практика измерване на температура, по-специално в промишлени условия, за да се поддържа температурата на свободните краища при 0 ° С, често е трудно и неудобно, а понякога и невъзможно. В повечето случаи по-удобно да се поддържа температурата на свободните краища на постоянен, но различни от 0 ° С (тази температура е означен t1 ≠ 0 ° С). Поради факта, че по време на калибрирането температурата се поддържа свободни краища t0 = 0 ° С, и по време на работа температурата на термоелектрически преобразуватели t1. приложение е необходими корекции на измерената стойност на термодвойка Teds поради температура промяна на свободните краища на t0 до t1. За да е необходимо да се намери -E разликата Е (т, t0) (т, t1), където т-измерена температура на работния край.
TEDS температура t0 се определя от свободния край на формата чрез експресията
и за свободния край на Т1 температури
Очевидно е, че разликата от дясната страна на последния израз характеризира този Teds термодвойка на работното край температура t1 и температурата на свободните краища t0.
Следователно, можем да запишем
Следователно, вторият от дясната страна (6,5) - velichinaE (t1, t0) е корекцията, която трябва да се добави към измерената температура при свободни kontsovt1znacheniyu TEDS да се получи стойност Teds съответните temperaturet0svobodnyh краища на термодвойката.
Така, че не е необходимо за термоелектрически преобразувател условия на работа, за да се поддържа температурата на свободния му край, който се поддържа по време на калибрирането на термодвойката. резултати изкривяване Teds измерване се постига чрез въвеждане на изменение съгласно уравнение (6.5). Необходимо е само да се знае точно на температура t1 на свободните краища на термодвойката за условия на работа и да се осигури постоянство му през целия период на измерване. Последното изискване е да се извърши в производствена среда е трудно, тъй като thermoelectrodes се опитват да направят малка дължина за по-лесно транспортиране, използване и пестене на термодвойка материали (особено при наличието на благородни метали в тях). Често ръководителят на термоелектрически преобразувател с свободните краища на близостта до горещи повърхности (печки, парогенератори, тръбопроводи и т.н.) се загрява по време на работа с различни температури, промяна във времето и достига стойност от 60-70 ° C, а понякога и много по-високо (до 200 ° с).
Отстраняването на свободните краища с разширение на седалките (компенсация) крайности на температурата се използва жица С, D (фиг. 6.1).
Фиг. 6.1. Автоматични термодвойки с разширение кабели.
И при наемането на разширение кабели следва да се гарантира равенство
Има два начина за избор на разширение кабели. При първия метод е избран тел, идентични по своите термични свойства thermoelectrodes (т.е., сдвоен със съответните thermoelectrodes те осигуряват определен обхват от температури по същество нула Teds - компенсационни poelektrodnuyu). Този метод е най-гъвкавият и се използва за измерване с висока точност.
При втория метод (общо компенсация) разширяване проводници трябва да разработят TEDS термодвойка, за които те са предназначени (т. Е. Избрани двойка удължителни проводници с номинален статична характеристика в предварително определена температура съответства на номиналното статично характеристика термоелектрически преобразувател). Това уравнение трябва да се увери в температурния диапазон, в който може да бъде в свободните краища на термодвойката (обикновено от 0 до 100 ° С).
За удължаване на кабели общо обезщетение трябва да бъде изпълнено изискването, че температурата на свързване на разширителни кабели към свободните краища на термодвойката, но спазването на това изискване не е необходимо за удължаване на кабели poelektrodnoy обезщетение.
Основни характеристики на термодвойки и разширение компенсационни) кабели.
Стандартни удължители маркирани. Когато включването им в схемата на термоелектрически преобразувател е необходимо да се спазва полярността. Лесно е показано [18], че полярността превключване удължителни проводници има грешка, която е равна на два пъти несигурността, причинена от нагряване на свободните краища на термодвойката от t0 до t1 (виж Фигура 6.2 ...):
