Схема автоматического введения поправки на изменение температуры холодного спая
1.
Uвых = EТП ± ∆U
Последовательно с термопарой включается источник компенсации напряжения. Оно должно зависеть от температуры окружающей среды, чем выше температура, тем больше напряжение. Для этого в одно из плеч моста включается медный терморезистор Rт. С увеличением температуры его сопротивление увеличивается и увеличивается несбалансированность моста. Rт должен быть вблизи концов нерабочей термопары (чтобы температура была пропорциональной).
В этой схеме – непосредственное измерение ЭДС термопары.
2. Компенсация изменения сопротивления линии при непосредственном изменении ЭДС.
1). Изменение Rл влияет на выходное напряжение.
RЛ +RД=50 Ом, где RД>>rл
rл (сопротивление линии) изменяется от длины линии: 
Rт – терморезистор (медный);
При увеличении температуры окружающей среды сопротивление Rt увеличивается но RM↑ и произведение (UВЫХ=const).
Компенсационные способы измерения ЭДС.
3. Инерционность определяется временем прогрева. Для уменьшения инерционности делают тонкостенный кожух или вообще его убирают, или дополняют скоростной термопарой.
Ручной компенсатор:
ЭДС уравновешивается напряжением, снимаемым с компенсатора.
Етп = UК
Ток в цепи отсутствует при измерении.
Для каждой температуры движок занимает особое место.
Автоматический компенсатор ( автоматический потенциометр ПС – 01).
Расчет Rt
Мост используется в качестве источника компенсации, уравновешивает ЭДС термопары.
ПН – преобразователь постоянного напряжения в переменное.
РД – реверсивный двигатель.
В момент измерения Етп скомпенсированного Uк, снимаемого с моста: Етп = Uк.
Если температура изменилась, то изменяется Етп и появляется ΔU = Етп - Uк. Оно преобразуется в переменное напряжение, усиливается и подается в обмотку.
Вал двигателя вращается и поворачивает движок реохорда до тех пор, когда ΔU = 0.
Показания температуры считываются по шкале реохорда.
RШ – шунтирующий резистор для каретки RШ = 90 Ом.
R2, R4 – для сдвига шкалы вправо или влево.
R3 – для растяжения и сужения шкалы.
Rt – медный терморезистор для компенсации погрешности температуры свободного спая термопары.
Здесь трехпроводной линии связи не требуется, т.к. Rt на клеммах подключения термопары.
Если R1>> Rt, то i2=const.
↓U12=i1(R4+ Rpℓx/ℓp) – i2 Rt↑
∆U=↓U12-Et↓=const
Rф, Сф –фильтр термопары.
1, 2 – магнитные муфты.
S – переключатель.
Питание моста – постоянное хорошо отфильтрованное напряжение.
В режиме настройки переключатель S переключается и включается нормальный элемент источника эталонного напряжения для контроля батарей. При промышленных источниках питания нормальный элемент отсутствует.
Пирометры.
Это бесконтактные приборы для измерения излучения нагретого тела.
Существуют:
- пирометры полного излучения (радиационные);
- пирометры частичного излучения (яркостные);
- цветовые пирометры;
Радиационные пирометры (РАПИР).
Измеряют полное излучение во всех частях спектра.
Конструкция:
1 2 4 5
Приведенная погрешность 1%.
Визуально направляется трубка (ТЕРА- 50) на нагретое тело. При этом излучение фокусируется на чувствительном элементе (батарее термопар из черной платины).
1 – нагретое тело, объект;
2 – объектив;
3 – чувствительный элемент (набор термопар);
4 – окуляр;
5 – наблюдатель;
Такой пирометр применяется для измерения температуры от 6000С до 25000С.
Uвых=Етп±∆U
Охлаждение ТЕРА-50 водяное - для стабилизации температуры холодных спаев батареи термопар или применяют медную термокомпенсацию.
Погрешность:
1. Погрешность от неполноты излучения.
Коэффициент неполноты излучения может меняеться 0,04÷1
1 – для абсолютно черного тела, у чистого Fe – 0,1, т.е. излучается 1/10; у очищенного Fe – 0,9.
Пирометры градуируются по типам поверхностей, т.е. в соответствии с коэффициентом неполноты.
2. Расстояние до объекта.
Интенсивность излучения зависит от квадрата расстояния, чем больше расстояние, тем меньше излучение.
Обычное расстояние: 1,5 – 4 м.
3. Погрешность среды.
Излучение частично поглощается.
Яркостные пирометры.
Яркость поверхности объекта сравнивается с поверхностью образцового излучателя в видимой (узкой) части спектра.
Большое значение будет иметь коэффициент неполноты излучения на данном диапазоне.
Показания не зависят от расстояния объект и его результатов.