Cum se verifică un pirometru termoelectric
Pirometrul termoelectric este un set format din de la un convertor termoelectric (termocuplu), fire de compensare și conectare conectate la acesta și un dispozitiv de măsurare indicator sau de înregistrare. Ca atare, poate fi folosit fie un milivoltmetru portabil sau de panou, fie un potențiometru automat.
Pirometru termoelectric antic din 1910
Pirometru termoelectric digital modern
Dacă milivoltmetrul este utilizat în condiții de funcționare, rezistența electrică a termocuplului, a firelor de compensare și de conectare la ± 0,1 ohm trebuie să fie egală cu cea indicată pe scara milivoltmetrului. magnitudinea R int.
Rezistența circuitului a termocuplului este ajustată la valoarea necesară prin intermediul unei bobine de compensare conectate în serie cu termocuplul.
Verificarea citirilor unui pirometru termoelectric se efectuează uneori într-un set complet, fără calibrarea prealabilă a termocuplului inclus în compoziția sa.În acest caz, termocuplul conectat la milivoltmetru sau potențiometru automat este plasat cu termocuplul de referință într-un cuptor de calibrare.
Dacă temperatura capetelor libere ale termocuplului diferă de 0 ° C, atunci când circuitul milivoltmetrului este deschis, corectorul își ajustează săgeata la marcajul de pe scară corespunzător temperaturii capetelor libere.
Această operațiune nu este necesară dacă în setul de pirometru este utilizat un potențiometru automat sau milivoltmetru calibrat corespunzător, echipat cu un dispozitiv de corectare automată a temperaturii capeților libere ale termocuplului. În aceste cazuri, firele de compensare trebuie aduse la bornele aparatului de măsurare.
Termocuplu
Prin creșterea treptată a curentului din cuptorul de calibrare folosind un termocuplu de referință, temperaturile cuptorului sunt setate una după alta prin sute de grade, stabilizând cuptorul la fiecare temperatură timp de câteva minute.
Valoarea temperaturii stabilite în cuptor este determinată de termo-EMF al unui termocuplu de referință citit de un potențiometru de laborator și în același timp (fără atingere) se citesc citirile aparatului de măsurare pirometric.
După atingerea limitei superioare a scalei dispozitivului de măsurare, temperatura din cuptor este redusă treptat și, în ordine inversă, citirile dispozitivului de măsurare se repetă la aproximativ aceleași temperaturi în cuptor ca atunci când temperatura este crescută.
Pentru fiecare valoare a temperaturii cuptorului, găsiți citirea medie a dispozitivului din citiri pe măsură ce temperaturile cresc și scad.
Eroarea în citirile pirometrului este stabilită ca diferență între valorile numerice - citirea medie a dispozitivului și temperatura din cuptor determinată de termo-EMF a unui termocuplu de referință.
Diferența dintre citirile instrumentului de măsurare cu creșterea și scăderea temperaturii în cuptor caracterizează modificarea citirilor pirometrului.
Această metodă de verificare a citirilor pirometrului termoelectric nu este foarte eficientă deoarece necesită o perioadă semnificativă de timp pentru a verifica un set. Prin urmare, metoda de calibrare la rece a unui pirometru termoelectric este mai convenabilă. Este după cum urmează.
Termocuplul destinat a fi inclus în trusa pirometrului este supus în prealabil unei etalonări individuale în domeniul de temperatură care corespunde intervalului de scară al dispozitivului de măsurare și valorilor termo-EMF ale acestuia pentru temperaturile capătului de lucru corespunzătoare. la marcajele numerice determinate pe scara aparatului de măsură.
De asemenea, dacă un potențiometru automat este utilizat ca dispozitiv de măsurare, atunci tensiuni egale cu valorile numerice termo-EMF ale termocuplului sunt aplicate la bornele acestuia folosind un potențiometru de laborator. Abaterile citirilor potențiometrului de la numerele scalei sunt erori ale pirometrului care este verificat.
La testarea pirometrelor termoelectrice care includ un termocuplu platină-rodiu-platină, trebuie remarcat faptul că porțiunea termocuplului care se află în cuptor la temperatură ridicată își modifică semnificativ rezistența electrică.Cantitatea cu care Rin-ul pirometrului se modifică ca rezultat poate fi determinată prin calcul.
Toleranța la eroare instrumentală a unui pirometru termoelectric, care este un set de termocupluri și un dispozitiv de măsurare, poate fi în mod evident determinată cu ușurință prin însumarea aritmetică a toleranțelor fiecăreia dintre componentele setului.
Astfel, de exemplu, pentru un pirometru format dintr-un termocuplu cu o toleranță de eroare de calibrare de ± 0,75% și un metru de clasă 1,5, toleranța ar fi de ± 2,25% din limita superioară de măsurare a pirometrului.
Dacă un pirometru termoelectric este verificat individual, atunci eroarea instrumentală totală la măsurarea temperaturilor cu un astfel de pirometru este estimată pe baza valorilor posibilelor erori ale termocuplului, firelor de compensare și dispozitivului de măsurare în conformitate cu clasa de precizie a acesta din urmă.
În citirile unui pirometru termoelectric folosind un milivoltmetru ca dispozitiv de măsurare, poate apărea o eroare sistematică din cauza discrepanței dintre valoarea rezistenței circuitului extern în condiții de funcționare și valoarea luată în timpul calibrării pirometrului.
În acest sens, este adesea necesar să se măsoare rezistența circuitului extern al pirometrului cu un termocuplu montat într-un cuptor încălzit.
În acest caz (când circuitul de termocuplu este conectat la brațul unui circuit convențional de punte de măsurare a rezistenței), pe lângă sursa de curent care alimentează circuitul, în circuit va apărea o a doua sursă (termocuplu). În acest caz, funcționarea normală a circuitului podului va fi perturbată.
În pirometrele termoelectrice, care includ un potențiometru automat echipat cu o scară gradată, modificarea termo-EMF a termocuplului cauzată de fluctuațiile de temperatură a capetelor sale libere este corectată automat cu ajutorul unui dispozitiv încorporat în potențiometru.
Pentru funcționarea normală a acestui dispozitiv este necesar doar ca capetele firelor de compensare de la termocuplu să fie conectate direct la bornele potențiometrului.
Aceeași regulă trebuie respectată la instalarea unui pirometru care include un milivoltmetru echipat cu un corector bimetalic care reglează acul milivoltmetrului atunci când circuitul termocuplului este întrerupt la marcajul scalei corespunzător temperaturii milivoltmetrului însuși.
În practica măsurătorilor de temperatură industrială, este adesea necesară introducerea unui termocuplu într-un spațiu cu un câmp electric puternic. Acestea sunt, de exemplu, condițiile de măsurare a temperaturilor oțelului lichid în cuptoarele cu arc electric.
O scădere puternică a proprietăților de izolare electrică a fitingurilor ceramice ale termocuplurilor la temperaturi ridicate duce la faptul că în circuitul termocuplului pătrunde un curent alternativ de frecvență industrială cu o tensiune care ajunge în unele cazuri la zeci de volți.
Împământarea termocuplului nu permite întotdeauna eliminarea corectă a distorsionării pickup-ului AC. Un mijloc mai radical este de a include capacitatea și inductanța în circuitul termocuplului.