Изучение термоэлектрического термометра

1. Цель работы

Целью работы является изучение промышленных термоэлектрических термометров и определение их метрологических характеристик.

2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда.

3. Общие положения

Принцип действия термоэлектрических термометров основан на возникновении термо-э.д.с. в замкнутой цепи, составленной из двух разнородных проводников (термопары) и пропорциональной разности температур мест их соединения – «горячего» и «холодного» спаев.

В пищевой промышленности наиболее часто применяют следующие термоэлектрические термометры:

• хромель-копелевые (ТХК) – в диапазоне температур от -200 до +650⁰С;

• хромель-алюмелевые (ТХА) – в диапазоне от -200 до +1100⁰С;

• платина - платинородиевые (ТПП) – в диапазоне от -200 до +1300⁰С.

От механических и химических повреждений чувствительный элемент термопары защищают чехлом из нержавеющей стали, который бывает различной длины, толщины и материала. Это определяет, соответственно, глубину установки датчика в объекте, допустимые давления и агрессивность среды, где измеряют температуру.

В торцевой части чехла 1 (рис.2.18) размещен чувствительный элемент -

Рис.2.18 Термоэлектрический термометр (термопара) в защитном чехле

«горячий спай» 2, представляющий собой скрученные и сваренные между собой проводники термопары. В чехле проводники изолированы между собой керамическими бусами 3, свободное пространство здесь заполнено порошком 4 с высокой теплопроводностью для снижения инерционности термометра. Для удобства использования термопара имеет монтажную головку 5. При отвинченной крышке 6 видны монтажные винты 7, к которым подключают соединительные провода.

4. Контрольные вопросы

4.1 Конструкция и принцип действия термоэлектрических термометров?

4.2 Из каких материалов изготавливают термопары?

4.3 Каковы пределы измерения температуры ПП типов ТХК, ТХА и ТПП?

4.4 Условные обозначения НСХ (градуировок) термопар?

5. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд, показан на рис.2.17 и описан в п.5 лабораторной работы № 7.

6. Порядок выполнения работы

Изучите рекомендованную литературу и ознакомьтесь с лабораторным стендом, подготовьте таблицы для записи результатов наблюдений. После разрешения преподавателя приступайте к работе.

6.1 Исследование НСХ термоэлектрического термометра.

6.1.1 Запишите данные, указанные на бирке исследуемого ПП в протокол.

6.1.2 Проверьте уровень воды в термостате.

6.1.3 Измерьте сухим образцовым термометром 6 температуру t_x в помещении и запишите его показания в графу «действительные значения» протокола.

6.1.4 Установите в защитную арматуру на термостате образцовый стеклянный термометр 6.

6.1.5 Выньте из держателей стенда исследуемый ПП и вставьте его в центральное отверстие термостата.

6.1.6 Включите цифровой мультиметр 24 (рис.2.17) в сеть 220В, подключите к нему проверяемый ПП и переключите мультиметр в режим милливольтметра с соответствующим диапазоном измерения.

6.1.7 В графу «действительные значения» протокола запишите показания образцового термометра 6 и термо-эдс термопары, полученное интерполяцией данных градуировочной таблицы для этой температуры.

6.1.8 В графу «показания прибора» запишите показания милливольтметра 24.

6.1.9 Установите ручку задатчика температуры 10 в положение «1» и тумблером 8 включите термостат. При этом должны загореться светодиоды 9 «Сеть» и 11 «  0», а показания стеклянного термометра 6 - начать изменяться.

6.1.10 Через 30 секунд после погасания светодиода 11 индикации сигнала рассогласования (=0) произведите отсчет показаний образцового термометра 6, милливольтметра 24 и зафиксируйте их в протоколе испытаний.

6.1.11 Повторите действия по п.6.1.7 и 6.1.8 для положений «2», «3», «4» и «5» задатчика 10 температуры.

6.1.12 Не изменяя положение «5» ручки задатчика и не выключая регулятор выньте исследуемый ПП из термостата, вытрите его тряпкой и, не касаясь чувствительного элемента, положите для охлаждения на столешницу стенда.