Hur man kontrollerar en termoelektrisk pyrometer

Den termoelektriska pyrometern är en uppsättning som består av från en termoelektrisk omvandlare (termoelement), kompenserande och anslutna ledningar anslutna till den och en indikerings- eller registreringsmätanordning. Som sådan kan antingen en bärbar eller panel millivoltmeter eller en automatisk potentiometer användas.

Antik termoelektrisk pyrometer från 1910

Modern digital termoelektrisk pyrometer

Om millivoltmetern används under driftsförhållanden måste termoelementets elektriska resistans, kompensations- och anslutningsledningar inom ± 0,1 ohm vara lika med det som anges på millivoltmeterns skala magnitud R int.

Termoelementets kretsresistans justeras till önskat värde med hjälp av en kompensationsspole kopplad i serie med termoelementet.

Kontroll av avläsningarna av en termoelektrisk pyrometer utförs ibland i en komplett uppsättning, utan föregående kalibrering av termoelementet som ingår i dess sammansättning.I detta fall placeras termoelementet anslutet till millivoltmetern eller automatisk potentiometer med referenstermoelementet i en kalibreringsugn.

Om temperaturen på termoelementets fria ändar skiljer sig från 0 ° C, när millivoltmeterns krets är öppen, justerar korrigeraren sin pil till märket på skalan som motsvarar temperaturen på de fria ändarna.

Denna operation är inte nödvändig om en lämpligt kalibrerad automatisk potentiometer eller millivoltmeter utrustad med en anordning för automatisk korrigering av temperaturen på termoelementets fria ändar används i pyrometersatsen. I dessa fall måste kompenserande ledningar föras till terminalerna på mätanordningen.

Termoelement

Genom att gradvis öka strömmen i kalibreringsugnen med hjälp av ett referenstermoelement, ställs ugnstemperaturerna in efter varandra i hundratals grader, vilket stabiliserar ugnen vid varje temperatur i flera minuter.

Värdet på temperaturen som fastställs i ugnen bestäms av termo-EMF för ett referenstermoelement avläst av en laboratoriepotentiometer, och samtidigt (utan att knacka) avläses avläsningarna från den pyrometriska mätanordningen.

Efter att ha nått den övre gränsen för mätanordningens skala, sänks temperaturen i ugnen gradvis och, i omvänd ordning, upprepas mätanordningens avläsningar vid ungefär samma temperaturer i ugnen som när temperaturen höjs.

För varje värde på ugnstemperatur, hitta medelvärdet för enheten från avläsningarna när temperaturen stiger och sjunker.

Felet i pyrometerns avläsningar fastställs som skillnaden mellan de numeriska värdena - den genomsnittliga avläsningen av enheten och temperaturen i ugnen bestäms av termo-EMF för ett referenstermoelement.

Skillnaden mellan mätinstrumentets avläsningar med ökande och sjunkande temperatur i ugnen kännetecknar förändringen i pyrometerns avläsningar.

Denna metod för att kontrollera termoelektriska pyrometeravläsningar är inte särskilt effektiv eftersom det kräver en betydande tid att kontrollera en uppsättning. Därför är kallkalibreringsmetoden för en termoelektrisk pyrometer bekvämare. Det är som följer.

Termoelementet som är avsett att ingå i pyrometersatsen utsätts tidigare för individuell kalibrering i det temperaturområde som motsvarar mätanordningens skalområde och värdena för dess termo-EMF för temperaturerna i arbetsänden motsvarande till de fastställda numeriska markeringarna på mätanordningens skala.

Dessutom, om en automatisk potentiometer används som en mätanordning, appliceras spänningar som är lika med termo-EMF-numeriska värden för termoelementet på dess terminaler med hjälp av en laboratoriepotentiometer. Avvikelser av potentiometeravläsningarna från skalans siffror är fel hos pyrometern som kontrolleras.

När man testar termoelektriska pyrometrar som inkluderar ett platina-rodium-platina-termoelement, bör det noteras att den del av termoelementet som är i ugnen vid hög temperatur ändrar sin elektriska resistans avsevärt.Mängden med vilken pyrometerns Rin ändras som ett resultat kan bestämmas genom beräkning.

Den instrumentella feltoleransen för en termoelektrisk pyrometer, som är en uppsättning termoelement och en mätanordning, kan uppenbarligen enkelt bestämmas genom att aritmetiskt summera toleranserna för var och en av komponenterna i uppsättningen.

Således, till exempel, för en pyrometer bestående av ett termoelement med en tolerans för kalibreringsfel på ± 0,75 % och en klass 1,5 meter, skulle toleransen vara ± 2,25 % av den övre mätgränsen för pyrometern.

Om en termoelektrisk pyrometer kontrolleras individuellt, så uppskattas det totala instrumentella felet vid mätning av temperaturer med en sådan pyrometer baserat på värdena av möjliga fel i termoelementet, kompensationsledningar och mätanordningen i enlighet med noggrannhetsklassen för den senare.

I avläsningarna av en termoelektrisk pyrometer som använder en millivoltmeter som mätanordning kan ett systematiskt fel uppstå på grund av avvikelsen mellan värdet på motståndet hos den externa kretsen under driftsförhållanden och värdet som tas under kalibreringen av pyrometern.

I detta sammanhang är det ofta nödvändigt att mäta resistansen hos pyrometerns externa krets med ett termoelement monterat i en uppvärmd ugn.

I det här fallet (när termoelementkretsen är ansluten till armen på en konventionell resistansmätbryggkrets), utöver strömkällan som matar kretsen, kommer en andra källa (termoelement) att dyka upp i kretsen. I detta fall kommer den normala driften av bryggkretsen att störas.

I termoelektriska pyrometrar, som inkluderar en automatisk potentiometer utrustad med en graderad skala, korrigeras förändringen i termo-EMF för termoelementet som orsakas av fluktuationer i temperaturen på dess fria ändar automatiskt med hjälp av en anordning inbyggd i potentiometern.

För normal drift av denna enhet är det endast nödvändigt att ändarna på kompensationskablarna från termoelementet är direkt anslutna till potentiometerns terminaler.

Samma regel måste iakttas när du installerar en pyrometer som inkluderar en millivoltmeter utrustad med en bimetallisk korrektor som justerar nålen på millivoltmetern när termoelementkretsen bryts till skalmärket som motsvarar temperaturen på själva millivoltmetern.

Vid utövandet av industriella temperaturmätningar är det ofta nödvändigt att införa ett termoelement i ett utrymme med ett starkt elektriskt fält. Det är till exempel villkoren för att mäta temperaturen på flytande stål i ljusbågsugnar.

En stark minskning av de elektriska isolerande egenskaperna hos keramiska armaturer av termoelement vid höga temperaturer leder till det faktum att en växelström av industriell frekvens med en spänning som i vissa fall når tiotals volt tränger in i termoelementets krets.

Jordning av termoelementet möjliggör inte alltid korrekt eliminering av snedvridande AC-pickuper. Ett mer radikalt sätt är att inkludera kapacitans och induktans i termoelementkretsen.