Физический эксперимент в микроэлектронике. Иванов В.П - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где E(t, t
0
) – термо-эдс, мВ; t
0
– температура холодного спая (рис. 9.1, a, b), град; t – температура горяче-
го спая, град; α – удельная термо-эдс термопары или термосила, мв/град.
Рис. 9.1 Схема термопары (а) и способы монтажа ее горячего спая (б, в):
1, 2 – термоэлектроды; 3 – компенсационные провода;
4 – объект; mV – измерительный прибор
Для измерения температуры необходимо поддерживать постоянное значение t
0
, тогда температура
горячего спая t будет линейно связана с термо-эдс.
Такие датчики позволяют (в зависимости от материала) измерять температуру в диапазоне от –269
до 3000 °С. Они не требуют постороннего источника питания, долговечны, имеют высокую чувстви-
тельность и малую инерционность, легко передают показания на расстояние.
Из уравнения (9.1) вытекают следующие свойства термопары:
1 Если в цепь термопары включен третий проводник и его концы находятся при одинаковой тем-
пературе, это включение не меняет значения термо-эдс. Этим третьим проводником могут быть прово-
да, соединяющие термопару с измерительным прибором, и проводники самого прибора
(рис. 9.1, а). Это может быть электропроводящий участок объекта, среднюю температуру которого из-
меряют (рис. 9.1, в).
2 Эдс термопары является функцией только двух температур t
0
и t и не зависит от температур дру-
гих точек ее проводов. Это упрощает установку датчика на объект измерения и соединение его с изме-
рительным прибором.
3 Аддитивность термо-эдс. Если термопара имеет температуры спаев t
2
(t
2
> t
1
) и t
0
, то E(t
2
, t
0
) =
E(t
1
, t
0
) + E(t
2
, t
1
). Это свойство используется при градуировке термопар.
При t
0
= 0 значение E(t, 0) является градуировочной функцией преобразования данной термопары. В
прил. 3 представлены градуировочные таблицы самых распространенных в промышленности термопар
(табл. П3.1). Применяемые с термопарой милливольтметры и потенциометры имеют шкалу, проградуи-
рованную в градусах Цельсия для данной пары термоэлектродов.
Обычно в месте холодного спая термопара разомкнута и подключена к измерительному прибору.
Если температура холодных (свободных) концов постоянна, то их подключение к потенциометру мож-
но сделать медным проводом. Если в процессе работы холодные концы термопары могут нагреваться,
соединение проводят с помощью специальных компенсационных проводов. Их материал подбирается
так, чтобы при температуре свободных концов и в паре между собой они имели такие же
термоэлектрические свойства, как термопара.
Если при измерениях температура холодных концов t
0
отличается от
0 °С, для компенсации используют поправки ∆E, которые определяют по градуировочным таблицам и
прибавляют к измеренной термо-эдс. В потенциометрах это учитывается с помощью специальной ком-
пенсационной схемы с использованием терморезистора.
Порядок выполнения работы
1 Получить у преподавателя образцы термоэлектродных проводов для изготовления термопары и
сварить термопару.
1
2
3
3
a b
4
t
t
0
t
t
1 2
a
b
t
0
3
3
3
3
a
b
t
0
1
2
а)
б) в)

Страницы