Sådan kontrolleres et termoelektrisk pyrometer

Det termoelektriske pyrometer er et sæt der består af fra en termoelektrisk konverter (termoelement), kompenserende og forbindende ledninger forbundet til den og en indikerende eller registrerende måleanordning. Som sådan kan enten et bærbart eller panel millivoltmeter eller et automatisk potentiometer bruges.

Antik termoelektrisk pyrometer fra 1910

Moderne digitalt termoelektrisk pyrometer

Hvis millivoltmeteret bruges under driftsforhold, skal termoelementets elektriske modstand, kompensations- og forbindelsesledninger med en afstand på ± 0,1 ohm være lig med den, der er angivet på millivoltmeterets skala størrelse R int.

Termoelementets kredsløbsmodstand justeres til den ønskede værdi ved hjælp af en kompensationsspole forbundet i serie med termoelementet.

Kontrol af aflæsningerne af et termoelektrisk pyrometer udføres nogle gange i et komplet sæt uden forudgående kalibrering af termoelementet, der er inkluderet i dets sammensætning.I dette tilfælde placeres termoelementet forbundet med millivoltmeteret eller det automatiske potentiometer med referencetermoelementet i en kalibreringsovn.

Hvis temperaturen på termoelementets frie ender afviger fra 0 ° C, når millivoltmeterets kredsløb er åbent, justerer korrektoren sin pil til mærket på skalaen, der svarer til temperaturen af ​​de frie ender.

Denne operation er ikke nødvendig, hvis der i pyrometersættet anvendes et passende kalibreret automatisk potentiometer eller millivoltmeter udstyret med en anordning til automatisk korrektion af temperaturen af ​​termoelementets frie ender. I disse tilfælde skal kompenserende ledninger bringes til terminalerne på måleapparatet.

Termoelement

Ved gradvist at øge strømmen i kalibreringsovnen ved hjælp af et referencetermoelement indstilles ovntemperaturerne efter hinanden gennem hundredvis af grader, hvilket stabiliserer ovnen ved hver temperatur i flere minutter.

Værdien af ​​temperaturen, der er etableret i ovnen, bestemmes af termo-EMF af et referencetermoelement aflæst af et laboratoriepotentiometer, og samtidig (uden at trykke) aflæses aflæsningerne af den pyrometriske måleanordning.

Efter at have nået den øvre grænse for måleapparatets skala, reduceres temperaturen i ovnen gradvist, og i omvendt rækkefølge gentages aflæsningerne af måleapparatet ved omtrent samme temperaturer i ovnen, som når temperaturen øges.

For hver værdi af ovntemperaturen skal du finde den gennemsnitlige aflæsning af enheden fra aflæsningerne, når temperaturerne stiger og falder.

Fejlen i pyrometerets aflæsninger er fastsat som forskellen mellem de numeriske værdier - den gennemsnitlige aflæsning af enheden og temperaturen i ovnen bestemt af termo-EMF af et referencetermoelement.

Forskellen mellem måleinstrumentets aflæsninger med stigende og faldende temperatur i ovnen karakteriserer ændringen i pyrometerets aflæsninger.

Denne metode til at kontrollere termoelektriske pyrometeraflæsninger er ikke særlig effektiv, fordi det kræver en betydelig mængde tid at kontrollere et sæt. Derfor er den kolde kalibreringsmetode for et termoelektrisk pyrometer mere bekvem. Det er som følger.

Termoelementet, der er beregnet til at indgå i pyrometersættet, er tidligere udsat for individuel kalibrering i det temperaturområde, der svarer til måleapparatets skalaområde og værdierne af dets termo-EMF for temperaturerne i arbejdsenden, der svarer til til de bestemte numeriske markeringer på måleapparatets skala.

Også, hvis et automatisk potentiometer bruges som en måleenhed, påføres spændinger svarende til termo-EMF numeriske værdier for termoelementet til dets terminaler ved hjælp af et laboratoriepotentiometer. Afvigelser af potentiometeraflæsningerne fra skalatallene er fejl i det pyrometer, der kontrolleres.

Når man tester termoelektriske pyrometre, der inkluderer et platin-rhodium-platin termoelement, skal det bemærkes, at den del af termoelementet, der er i ovnen ved høj temperatur, ændrer sin elektriske modstand betydeligt.Den mængde, hvormed pyrometerets Rin ændres som følge heraf, kan bestemmes ved beregning.

Den instrumentelle fejltolerance for et termoelektrisk pyrometer, som er et sæt termoelementer og en måleanordning, kan naturligvis let bestemmes ved aritmetisk at summere tolerancerne for hver af sættets komponenter.

For et pyrometer bestående af et termoelement med en tolerance for kalibreringsfejl på ± 0,75 % og en klasse 1,5 meter vil tolerancen således være ± 2,25 % af pyrometerets øvre målegrænse.

Hvis et termoelektrisk pyrometer kontrolleres individuelt, så estimeres den samlede instrumentelle fejl ved måling af temperaturer med et sådant pyrometer baseret på værdierne af mulige fejl i termoelementet, kompensationsledninger og måleanordningen i overensstemmelse med nøjagtighedsklassen for det sidste.

I aflæsningerne af et termoelektrisk pyrometer, der bruger et millivoltmeter som måleenhed, kan der opstå en systematisk fejl på grund af uoverensstemmelsen mellem værdien af ​​modstanden af ​​det eksterne kredsløb under driftsforhold og værdien taget under kalibreringen af ​​pyrometeret.

I denne forbindelse er det ofte nødvendigt at måle modstanden af ​​pyrometerets eksterne kredsløb med et termoelement monteret i en opvarmet ovn.

I dette tilfælde (når termoelementkredsløbet er forbundet med armen på et konventionelt modstandsmålebrokredsløb), vil der ud over den strømkilde, der forsyner kredsløbet, dukke en anden kilde (termoelement) op i kredsløbet. I dette tilfælde vil den normale drift af brokredsløbet blive forstyrret.

I termoelektriske pyrometre, som inkluderer et automatisk potentiometer udstyret med en gradueret skala, korrigeres ændringen i termo-EMF af termoelementet forårsaget af fluktuationer i temperaturen af ​​dets frie ender automatisk ved hjælp af en anordning indbygget i potentiometeret.

For normal drift af denne enhed er det kun nødvendigt, at enderne af kompensationsledningerne fra termoelementet er direkte forbundet til potentiometerets terminaler.

Den samme regel skal overholdes, når du installerer et pyrometer, der inkluderer et millivoltmeter udstyret med en bimetallisk korrektor, der justerer nålen på millivoltmeteret, når termoelementkredsløbet er brudt til skalamærket, der svarer til temperaturen på selve millivoltmeteret.

I praksis med industrielle temperaturmålinger er det ofte nødvendigt at indføre et termoelement i et rum med et stærkt elektrisk felt. Det er for eksempel betingelserne for at måle temperaturerne på flydende stål i lysbueovne.

Et stærkt fald i de elektriske isoleringsegenskaber af keramiske armaturer af termoelementer ved høje temperaturer fører til, at en vekselstrøm af industriel frekvens med en spænding, der i nogle tilfælde når titusinder af volt, trænger ind i termoelementets kredsløb.

Jording af termoelementet giver ikke altid mulighed for korrekt eliminering af forvrængende AC-pickups. Et mere radikalt middel er at inkludere kapacitans og induktans i termoelementkredsløbet.