Измерение температуры с помощью термопар

Скачать в pdf «Измерение температуры с помощью термопар»


(2.6)


Таким образом, следствием невыполнения условия (2.4) является невозможность использования характеристики термопары для измерения температуры.


3. Методическая погрешность измерения.


Методическая погрешность обусловлена тем, что температура рабочего спая отличается от температуры исследуемой среды.


При осуществлении измерения рабочий спай термопары обменивается энергией в форме теплоты с различными средами: исследуемой средой, окружающей средой, элементами конструкции, т.е. средами, имеющими различную температуру.


Вследствие теплообмена спай термопары может иметь температуру отличную от температуры исследуемой среды, т.е. возникает погрешность измерения — АТ.


В стационарном режиме ее величина может быть определена из условия обеспечения теплового баланса.


(3.1)


0х+0к+0л+ Qm 0


где:


Qx — тепловой поток, обусловленный химическим взаимодействием спая с веществом исследуемой среды;


QK — тепловой поток, обусловленный теплообменом с веществом исследуемой среды;


Qjt — тепловой поток, обусловленный лучистым теплообменом с веществом исследуемой среды и элементами конструкции;


Qm тепловой поток, обусловленный теплопроводностью через термоэлектроды.


Величины Qx, Qm могут быть минимизированы, устранить лучистый теплообмен практически невозможно. Это приводит к тому, что, например, при измерении температуры пламени величина АТ может достигать 100-300 градусов. Решение уравнения (3.1) позволяет найти связь между АТ и параметрами спая и элементов конструкции.


4. Инструментальная погрешность измерения.


Измерительная система на базе термопары, как и всякая электрическая система, обладает внутренними помехами или шумами, заключающимися в случайных флуктуациях напряжения и тока, происхождение которых связано с корпускулярной природой электричества. Внутренние шумы измерительной системы неустранимы (!).


В этой ситуации фиксируемая температура является случайной величиной, которая зависит от характеристик устройств измерительной системы, которые также можно рассматривать, как случайные величины. Таким образом, случайный разброс характеристик устройств измерительной системы приводит к случайному разбросу значений измеряемой температуры.

Скачать в pdf «Измерение температуры с помощью термопар»