28. Схемы измерения интегральной и дифференциальной термоЭдс
В большинстве случаев основой измерительной системы является образец, зажатый между двумя металлическими блоками, в один из которых вмонтирован нагреватель (рис. 1.24). Две термопары прижимаются (припаиваются) чаще всего непосредственно к образцу. Вольтметр служит для измерения ЭДС термопары «горячего» участка (температура точки 1), вольтметр V2 - для измерения ЭДС термопары «холодного» участка (температура точки 2), вольтметр V измеряет разность потенциалов между точками 1 и 2.
Рис. 1.24 Схема измерения дифференциальной термо-ЭДС
Для
определения интегральной термо-ЭДС в
некотором интервале температур (что
дает полный набор данных для определения
коэффициентов Пельтье и Томсона) можно
использовать схему, приведенную на рис.
1.25.
Рис 1 25 Схема измерения интегральной термо-ЭДС
К одному торцу образца прижат металлический блок 1, имеющий фиксированную температуру T0. Ко второму торцу прижата термопара. С помощью нагревателя с тепловым экраном 2 температура второго конца может изменяться в значительном интервале от Т0 до Т1. Термопара подключена ко входу самопишущего устройства (СПУ), которое фиксирует изменение температуры во времени. Конденсатор С заряжается от напряжения U термо-ЭДС (когда ключ К в верхнем положении). Через установленные промежутки времени ключ переводится в нижнее положение, напряжение U фиксируется самописцем в виде вертикального штриха, длиной которого и определяется значение U. Затем по полученному графику расчетным путем находят α=dU/dT, П=α/Т, x=Tdα/dT
29. Устройство и принцип работы пирометров.
Пирометры - приборы для измерения температуры, работа которых основана на использовании энергии излучения нагретых тел. Пирометры не искажают температурное поле объекта, так как измерение осуществляется бесконтактным способом, и не имеют ограничения для измерений в сторону высоких температур.
Чаще всего используют пирометры сравнения или оптические пирометры. В них интенсивность излучения нагретого тела измеряют путем сравнения яркости исследуемого тела с яркостью нити лампы накаливания. Оптические пирометры предварительно градуируют по излучению абсолютно черного тела.
В оптическом пирометре яркость исследуемого тела 1 сравнивается с яркостью нити фотометрической лампы 2. Яркость нити лампы, накаливаемой от источника И, регулируется реостатом R. Фотометрическая лампа встроена в телескоп с объективом 3 и окуляром 4.
При измерении температуры телескоп направляется на исследуемое тело. Изменяя ток в фотометрической лампе, добиваются совпадения яркости нити и исследуемого объекта. Отсчет показаний производят по шкале вольтметра, отградуированного в градусах температуры. Для защиты глаз от слишком яркого излучения в пирометре предусматривается светофильтр 5. Для увеличения верхнего предела измеряемых температур в пирометре имеется ослабляющий светофильтр 6, уменьшающий яркость исследуемого тела в определенное число раз.
Для измерений температуры применяют также радиационные пирометры, в которых интегральная интенсивность излучения воспринимается теплочувствительным элементом, т. е. определяют мощность излучения объекта, которая по закону Стефана - Больцмана для абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры (Р ~ Т4).
Схема радиационного пирометра приведена на рис. 4.3. Внутри телескопа, имеющего объектив 2 и окуляр 3, расположена батарея из последовательно включенных термопар 4. Рабочие концы термопар либо зачерняются, либо крепятся к зачерненному лепестку. Телескоп наводят на объект 1 таким образом, чтобы вся энергия фокусировалась на рабочих концах термопар. Для защиты глаз предусмотрен светофильтр 5. Термо-ЭДС батареи термопар, измеряемая милливольтметром, является функцией мощности излучения, а следовательно, и температуры объекта. В качестве приемника излучения могут использоваться фотоэлементы, фоторезисторы, фотодиоды.
Оптические пирометры используют для измерения температур в диапазоне 800-10 000°С, а радиационные - в диапазоне 100-4000°С. Пирометры точно определяют температуру только абсолютно черных тел. Для тел, которые нельзя считать абсолютно черными, применяют коэффициенты коррекции.