Составители:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Исследование тепловых преобразователей
1. Цель работы
Исследование основных МХ типовых тепловых преобразователей (ТП).
2. Основные теоретические положения.
Тепловым называется преобразователь, принцип действия которого
основан на тепловых процессах и входной величиной которого является
температура. К таким преобразователям относятся термопары и
терморезисторы ( металлические и полупроводниковые).
Основным уравнением теплового преобразования является уравнение
теплового баланса, физический смысл которого заключается в том, что все
тепло, поступающее к преобразователю, идет на повышение его
теплосодержания и, следовательно, если теплосодержание преобразователя
остается неизменным (не меняется температура и агрегатное состояние), то
количество поступающего в единицу времени тепла равно количеству
отдаваемого тепла.
Температура преобразователя зависит от температуры окружающей
среды, от коэффициента теплоотдачи (зависящего от скорости движения
окружающей среды), от тепловой проводимости среды (определяемой ее
свойствами), от геометрической формы окружающих тел и расстояния их до
преобразователя. Подчеркнув соответствующий эффект и сделав пренебрежимо
малыми все остальные, тепловые преобразователи можно использовать для
изменения температуры среды, скорости ее движения, концентрации вещества,
изменяющего теплопроводность среды и др.физических величин.
В диапазоне температур до 2000
о
С широко применяются термопары,
являющиеся преобразователями генераторного типа. Наиболее часто
применяются термопары типа хромель-копель, промель-алюмель. Зависимость
термо-ЭДС от температуры в широком диапазоне температур обычно не
линейна, также требуется вводить поправку за счет влияния изменения
температуры свободных концов термопары (поскольку градуировка термопар
осуществляется при температура свободных концов, равной нулю).
Для измерения температуры часто используются терморезисторы из
материалов, обладающих высокостабильным температурыным коэффициентом
сопротивления (ТКС) и линейной зависимостью от температуры.
К таким материалам, в первую очередь, относится платина. Благодаря
своей дешевизне также применяются медные, никелевые и вольфрамовые
терморезисторы.
Сопротивление медных терморезисторов в диапазоне температур от –50
до +180
о
выражается соотношением :
R
mQ
= R
o
(1+αQ),
Где
α = 4,36 10
-3
K
-1
; R
o
- сопротивление термосопротивления при 0
0
С
(273 K); Q - абсолютная температура.
