Тақырып Өлшейтін құрылғылыр мен өлшемдер туралы негізгі түсініктер (1 сағ)
тақырып. Термоэлектрлік термометр (2 сағ)
жүктеу/скачать 432 Kb.
|
| 3 тақырып. Термоэлектрлік термометр (2 сағ).
Дәріс жоспары: Термопар Материалдар үшін термопар. Термоэдсті өлшеу үшін аспаптар туындысы. Егер әртүрлі температураға дейін ең кемінде екі орынды қыздырып қосса (пісірсе), шығатын электрлік тоқ жабық қатардан құралған жолсеріктердің екеуден немесе бірнеше әр топтан негізгі температураны өлшеу, термоэлектрлік эффектіні қортындылайды. Жолсеріктердің әртоптан екеуден құрылуы, қарапайым қатардағы құрамын т е р м о п а р деп атаймыз, суретте көрсетілген. Жұмыстық немесе ыстық деп аталатын температура t, дәнекерленген болады. Бос немесе салқын деп аталатын температура t0 да дәнекрленген болады. Термоэлектрлік эффект бос электрондардың металда, бірлік көлемдегі әртүрлі саны металдардың түрлері үшін барлығы түсіндіреледі. Бағыттауға қайтадан қарағанда, металдың диффундирланған артық мөлшері металл электронның температурасында t дәнекерленген. Сондықтан металл оң зарядталады, ал металл – теріс. Тепе-теңдіктің жылжымалы күйі электронның электрлікөрісіндегі диффузияның жылдамдығы олардың қайтадан өтетін жылдамдығына тең, бұл жерде электр өрісінің кедергісі диффузияға әсерлесіп пайда болады. Түрлі потенциялардың пайда болуымен жолсеріктердің арасы, бұл – термоэлектродтың қозғалыс күші (Т.Э.Қ.К). Т.Э.Қ.К қарапайым қатарының жалпы саны (қатарды сағат тілінің бағыттамасына қарсы тексеріп шығады): E12 (tt0) =e12(t)+e21(t0), мұндағы E12 (tt0) Т.Э.Қ.К жалпы саны, ұзындығы бойынша жолсеріктің температурасының градиені мен дәнекерінің диффузиялық әрекетін анықтайды, V; e12(t) және e21(t0) - Т.Э.Қ.К потенциалдарының түрлі контактісі мен проводниктің (жолсерік) соңғы температурасының түрлі себептері, V; Егер температураның дәнекерлігі бірдей болса, онда Т.Э.Қ.К қатары нөлге тең, ал Т.Э.Қ.К түсқағазын дәнекрлеп шығарса, онда шамасымен бағытталуы бойынша тең болады. Олай болса, қасында t=t0 . E12 (tt0) =e12(t)+e21(t0)=0. Бұл теңдеуден шығатыны e12(t0)= - e21(t0). Кейін жоғарыдан аламыз. E12 (tt0) =e12(t) - e21(t0). Осы үлгімен Т.Э.Қ.К функциясының екі ауыспалы шамасы t және t0, яғни температураларын дәнекерлеуге болады. Тұрақты температурада ұстанатын бірдей дәнекерлеуді, мысалы t0 – const функционалдық тәуелділігін аламыз: E12 =(tt0) =f(t) . Яғни температураны өлшеу Т.Э.Қ.К термопарын өлшеуге кіреді. Егер бұл проводниктің соңғы температурасының бірдейлілігінен оның қатарындағы кіріспесімен термопардың үшінші проводнигінің Т.Э.Қ.К өзгермейді. Өлшеу аспабының кедергісі, термопар қатарындағы жалғанған сымдарға бұл кезде қосылады. Өзара жалғасқан екі немесе бірнеше термопар – термобатареяны құрайды. Егер термопарға жалғанған ізбасары Т.Э.Қ.К үлкенін алу қажет (төмен температурада өлшенген)(сур.); термопарға паралель жалғанған бірнеше нүктедегі ізбасарының температурасын өлшеу қажет (сур.); егер қажетті түрлі температураны өлшесе, онда термопардың жалғанғанын кездестіреміз(сур.). Мұндай термометр дифференциалдық деп аталады. Проводниктердің өте көп буы бар материалдардың әртүрінен олардың дәнекерленуі Т.Э.Қ.К түрлі етмпературасынан пайда болады. Алайда термометрге жауапты материалдардың бәрі емес, олардың қорытпалары талап етіледі. Қазіргі уақытта термоэлектрлік материалдардың келесі сапалық стандарты (МЕСТ 6616-61) қабылданып, нәтижесінде термопардың таңдаулы бес түрін көрсетті, бірінші оң электрод деп аталады. ТПП плотинородтық (10%)Rh платиновая термопар. Плотинородий (30%)Rh- платинорадиевая (6%)Rh түріндегі термопар ТПР 36/6. хромель – алюминиевая түріндегі термопар ТХА. хромель – коплевая түріндегі термопар ТХК. ТНС болатин НК-СА түріндегі термопар. Термоэлектродтың ерекше қорытпалары мен материалдардың жамандығынан, термопардың ортақ тапшылығынан. Олардың тотығуы жоғары температурада болады. Жоғарғы шегін өлшеу мен өзгерімтің болуы кенет төмендеп, олардың статикалық сипаттамасы пайдаланылады. Әртүрлі себебі бойынша кәсіпорында стандарттан басқа стандартты емес термопарлар қолданылады: Копельдық(копелевая) – темір үшін температуралары ұзақ режимде 6000С дейін және қысқа уақытта 8000С өлшенеді. Копельдық мыс ұзақтығы 3000С дейін және қысқа уақыттығы 5000С. Константандық- мыс тотығу табандылығы мен қалпына келу ортасы 3500С дейін. Константандық – темір тотығу табандылығы мен қалпына келу ортасы 7000С дейін. Графиттық вольфрам және графттік корборунд термопарлары үшін температуралары 1800-19000С дейінгі болат пен шойынды, құю мен шығару қабылданады. Молибдендік – вольфрам және рениевтік – вольфрам термопарлары үшін соңғы уақытта арнаулы болат қабылданады. Атмосфераның инерттілігі мен қалпына келтірілуі үшін молибдендік – вольфрам термопарлары қысқа уақыттағы өлшеу температурасы 20000С дейін жарамды болады. Вакуумның өлшеу температурасы 2200-25000С атмосфераның нейтральдығы мен қалпына келтірілуі: рениевтық – вольфрам термопарларында BP5/20(W90%, Re5% оң термоэлектрод; W80%, Re20% теріс), BP10/20(W90%, Re10% , W80%, Re20% сәйкес) механикалық беріктігі жоғарғы және тұрақты сипаттамасына ие болады. Термопарды өлшеу құрылысының сенімділігі мен ұзақтығын қамтамасыз ету үшін келесі жауаптар жауап беруі мүмкін: термоэлектродтың ұзақ пайдалануында механикалық қаттылығы сақталады; термоэлектродтың біріктірілуінің жұмысы электрлік контактының жақсы және берік бірігуін қамтамасыз етеді; барлық ұзындығы бойынша түтікшенің қабырғадан қорғануы мен термоэлектродтың электрлік оқшаулығы барлығы бір-біріне жақсы қатысты; айналадағы ортаның ластануы мен бұзылуынана термоэлектродтың бақылау әректі жақсы қорғайды. Термопардың қабығының қорғанышын жеткізу функциясы мына теңдеумен жазылады: жүктеу/скачать 432 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|