14.4.2 Включение измерительного прибора в цепь термоэлектрического преобразователя

Для измерения термоЭДС ТЭП в его цепь включают измерительный прибор по одной из двух схем (рисунок 14.130). Обе схемы включения прибора можно представить как включение в цепь по крайней мере еще одного, третьего проводника С. При включении измерительного прибора в разрыв спая свободного конца (рисунок 14.130 а) ТЭП имеет один рабочий спай 1 и два свободных спая 2 и 3.

Рисунок 14.130 - Схемы включения измерительного прибора в цепь термоэлектрического преобразователя

При включении по схеме рисунка 14.130 б (в разрыв одного из термоэлектродов) ТЭП имеет четыре спая: рабочий 1, свободный 2 и два нейтральных 8 и 4 при постоянной температуре t₁. Покажем, что, несмотря на внешнее различие схем, термоЭДС, развиваемые в обоих случаях, одинаковы, если температуры концов третьего проводника С будут равны. Для схемы рисунка 14.130 а имеем равенство (14.47) /8/

, (14.47)

Если температуры всех спаев одинаковы, то имеем равенство (14.48) /8/

, (14.48)

Тогда

, (14.49)

Подставляя (14.49) в (14.48), получим (14.50) /8/

(14.50)

т. е. уравнение (14.50) полностью совпадает с основным уравнением ТЭП (14.45).

Для цепи (рисунок 14.130 б) получим равенство (14.51) /8/

(14.51)

учитывая, что и , запишем равенство (14.52) /8/

, (14.52)

т. е. уравнение (14.52) также совпадает с (14.45).

Таким образом, следствием совпадения уравнений (14.50) и (14.52) с (14.45) является то, что термоЭДС ТЭП не изменяется от введения в его цепь третьего проводника при равенстве температур его концов. Этот вывод легко распространить на любое число проводников, подключаемых в контур ТЭП, при условии равенства температур концов этих проводников. Указанный вывод может быть отнесен также к подключаемому измерительному прибору.

Итак, подключение измерительного прибора в контур ТЭП по обеим схемам (рисунки 14.130 а, б) одинаково правомочно; при этом термоЭДС, генерируемая в ТЭП, не искажается.

Отметим, что при неравенстве температур спаев 2 и 3 (рисунок 14.130 а) или 3 и 4 (рисунок 14.130 б) в контуре образуется паразитная термо ЭДС.

14.4.3 Поправка на температуру свободных концов термоэлектрического преобразователя

Если температура свободных концов отлична от нуля, то показание измерительного прибора при температуре t рабочих концов будет соответствовать генерируемой в этом случае термоЭДС, вычисляемой по формуле (14.53) /8/

(14.53)

Как отмечалось, градуировочная таблица или график зависимости термоЭДС от температуры соответствует условию (14.53), когда температура t₀ свободных концов ТЭП равна нулю. Если условие сохраняется в процессе измерения то график зависимости будет соответствовать графику представленному на рисунке 14.131.

Вычтем из последнего выражения выражение (14.53), тогда получим равенства (14.54) или (14.55) /8/

(14.54)

(14.55)

Здесь представляет собой поправку, определяемую из градуированных данных используемого ТЭП по измеренному значению температуры его свободных концов. Найденное значение прибавляют к измеренному прибором значению , ели , и отнимают от него при . По значению полученного результата из градуировочной таблицы или графика находят искомую температуру t (рисунок 14.131).

Рисунок 14.131 - Графическое введение поправки на температуру свободных концов термоэлектрического преобразователя