Вплив положення термопари

Покази термопар безпосередньо залежать від теплопередачі середовища до термопари. Показані на рис.1 різні варіанти розміщення термопар дозволяють зробити наступні висновки. Термопара 1 встановлена неправильно, її покази залежать від температури нерухомої рідини, а не середовища, що рухається у трубопроводі. Термопара 2 у випадку перегрітої пари і гарячих рідин дозволяє наближено вимірювати температуру без занурення у середовище. Цей спосіб є придатним при високих тисках. Термопара 3 встановлена у гільзі, заповненій рідиною, що кипить. При вимірюванні температури, вона дає занижені покази. Встановлення термопари 4 на ущільнення є правильним і рекомендоване при високих тисках. Термопара 5 може працювати тільки у середовищі при майже атмосферному тиску. Термопара 6 має розсіювання тепла (масивна гільза), яка обтікається потоком з меншою швидкістю. Обтікання термопар 7 і 8 не забезпечує доброї теплопередачі через наявність аеродинамічної “тіні” за гільзами. До того ж термопара 7 має дуже масивну гільзу. Термопара 10 встановлена зовні ізоляції на масивному штуцері, що розсіює багато тепла. Тільки термопара 9 розміщена чутливим кінцем назустріч потоку при достатній глибині занурення. Систематичні похибки вимірювання температури термопарами, залежно від положення їх в трубопроводі, вказані в табл.5.

Рис.1

Таблиця 5

Остання цифра суми двох останніх цифр шифру	Положення термопари	Похибка D С3, °С	v, м/с	Rм, Ом	R3, Ом	Q4, °С
		- 3			0,6
		- 5			1,6
		- 15
		- 2
		- 1
					1,6
		- 45
		- 3			1,6
		- 5
		- 15

4. Вплив швидкості потоку

При зміні температури газу, що рухається, виникає методична похибка через сповільнення його потоку термочутливим елементом. При цьому кінетична енергія газу переходить в теплову, і в зоні гарячого спаю термопари температура змінюється на величину

/5/

де швидкість потоку газу після сповільнення, м/с (вибирається з табл.5); теплоємність газу при постійному тиску, , що визначається за формулою

/6/

показник адіабати (для повітря ); газова стала, (для повітря ).

5. Вплив опору зовнішнього кола

В якості засобів вимірювальної техніки, що працюють в комплекті з термопарою, використовуються мілівольтметри, потенціометри (наприклад, ПП-63) або нормуючі перетворювачі.

В кожному з таких комплектів виникають додаткові похибки, джерелами яких є: неправильний підбір опору зовнішнього кола, зміна температури середовища, дія зовнішніх магнітних полів.

Як відомо, покази мілівольтметра визначаються струмом в електричному колі. Величина цього струму зумовлена як дійсним значенням т.е.р.с., так і сумою опорів , , , де опір термопари; опір з’єднувальних провідників; опір мілівольтметра.

Опір термопари змінюється в залежності від її зношення і нагріву. Опір з’єднувальних провідників залежить від температури приміщення. Опір також залежить від температури оточуючого середовища.

Для зменшення впливу зовнішнього опору на результати вимірювання опір мілівольтметра підбирають набагато більшим за . Крім того, опір з’єднувальних провідників підганяють до певного значення. Тоді похибку вимірювання можна обчислити за формулою

/7/

Похибка від’ємна. В даній формулі відлік по мілівольтметру, °С; опір термопари при +20°С для електродів діаметром 0,5 мм; опір термопари при температурі ; коефіцієнт, що знаходиться з табл.6; довжина термопари, м (з табл.3). Значення взяти для свого варіанту із табл.3 і 5.

Значення коефіцієнту для термопар

Таблиця 6

Температура °С	k	Температура °С	k	Температура °С	k
	1.00		2,15		3,15
	1.24		2,36		3,33
	1.48		2,57		3,51
	1.71		2,77
	1.93		2,96

6. Вплив опору мілівольтметра

Відносна похибка показів мілівольтметра при відхиленні його температури від градуювальної може бути визначена за формулою

/8/

де опір мілівольтметра в умовах градуювання, Ом (із табл.5); опір зовнішнього кола (із табл.5); опір мілівольтметра в умовах експлуатації, Ом; температурний коефіцієнт опору; температура при якій експлуатується прилад (із табл.5).

Абсолютна систематична похибка за рахунок впливу опору мілівольтметра визначиться як

/9/

Беруть усі систематичні складові похибки з відповідними знаками: , , , , , . Знаходять їх алгебраїчну суму і визначають поправку за формулою

/10/

Дійсне значення температури об’єкта визначиться за формулою

, /11/

де - температура, що показує прилад ().

Література

1. Поліщук Є.С., Дорожовець М.М., Яцук В.О. та ін. Метрологія та вимірювальна техніка (за ред. Є.Поліщука). – Львів: Бескид Біт, 2003. – 544с.

2. Головко Д.Б., Рего К.Г., Скрипник Ю.О. Основи метрології та вимірювань. – К.: Либідь, 2001. – 248с.

3. Методи та засоби вимірювань неелектричних величин. – Львів. – 2000. – 360с.

4. Цюцюра С.В., Цюцюра В.Д. Метрологія, основи вимірювань, стандартизація та сертифікація. – К.: Знання, 2006. – 242с.

5. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим – Заде А.Н. Технологические измерения и приборы. – М., Высшая школа. – 1989. – 455с.

6. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. – М.: Машиностроение, 1989. – 295с.