Термоэлектрические термометры.

Термоэлектрические термо­метры в авиации используются в основном для измерения темпе­ратуры отдельных частей силовых установок и газовых потоков, выходящих из реактивного сопла двигателя.

Принцип действия термоэлектрического термометра основан на использовании термоэлектрического эффекта.

Явление термоэлектричества заключается в возникновении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в спае двух проводни­ков из двух разнородных токопроводящих материалов при нали­чии разности температур места соединения проводников и их свободных концов. Такая цепь, составленная из двух разнородных металлов, называется термопарой. Проводники, из которых состо­ит термопара, называются тероэлектродами. Одну точку соеди­нения термоэлектродов называют рабочим концом (горячим спаем), а другую—свободным концом (холодным спаем). Для большинства термопар контактные ЭДС возникают при любых температурах и являются их линейными функциями, так что можно принять

где к - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств материалов термопары.

 

а - возникновение термоЭДС; б - ведение термоэлектродных проводов; в - градуировочные характеристики.

Таким образом, измеряя термоЭДС, развиваемую термопарой, можно определить температуру горячего спая. В этом и состоит принцип действия термоэлектрических термометров. По своему назначению авиационные термоэлектрические тер­мометры можно разделить на три группы. К первой группе относятся термометры типа ТВГ, ИТГ и ТСТ, служащие для измерения температуры выходящих газов турбо­реактивных, турбовинтовых авиационных двигателей и турбостартеров. Ко второй группе относятся термометры типа ТЦТ, измеряю­щие температуру головок цилиндров поршневых двигателей и других твердых тел.В третью группу объединяются измерительные системы типа ИТ, ИА, предназначенные для измерения температуры газов, вы­ходящих из реактивного сопла двигателе и турбин низкого и вы­сокого давления. В качестве термопреобразователей в термоэлектрических тер­мометрах используются различные термопары.

R-термопара; R_п-сопрот. проводов; R_рег-

установка «0», R г-сопрот. гальвонометра,

R_доп- дополн. сопротив.

схема вкл. термопары

 

τ=(m*C_p)/(S*K) где S-площадь, К-коэффициент теплообмена, C_p-теплоемкость, м- масса термопары.

Аэродинамический нагрев ΔQ=((1-r)*V²)/(2*J*g* C_p) где r-коэф. торможения, V-скорость потока, J-механический эквивалент тепла, C_p-теплоемкость газового потока.

Основными погрешностями термоэл. термом. являются: Методическая погрешность- непостоянство темп-ры холодного спая. Устраняется введением термокомпенсационных схем. Инструментальная погрешность - непостоянство сопротивления соед-ых проводов. Для устранения непостоянства темпер. соед-ых проводов, а также для устранения влияния паразитных термо-эдс примен-ся спец-ые термокомпенс-ые соед-ые провода.-обусловленные неправильной установкой термопары – влияние разл-ых факторов на ихмерительные схемы

 

12.Схемы включения термоэлектрических термометров.Погрешности

Термоэлектрические термо­метры в авиации используются в основном для измерения темпе­ратуры отдельных частей силовых установок и газовых потоков, выходящих из реактивного сопла двигателя.

Принцип действия термоэлектрического термометра основан на использовании термоэлектрического эффекта. Если два проводника из разных веществ соединить в цепь, то при наличии разницы температур в цепи возникает ток, пропорциональный термоЭДС.

где f - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств материалов термопары.

Место соединения термоэлектродов – спай. Температура холодного спая равна 0, поэтому термоЭДС определяется температурой горячего спая. Таким образом, измеряя термоЭДС, развиваемую термопарой, можно определить температуру горячего спая. В этом и состоит принцип действия термоэлектрических термометров.

Где Rt-сопротивление терморезистора.

 

Для устранения влияния непостоянства температуры холодного спая применяют мостовую термокомпенсационную схему. Изменение температуры приводит к изменению сопротивления терморезистора и разбалансу моста. Этот дисбаланс компенсирует непостоянство температуры холодного спая.

,где

τ-постоянная времени

Ср-теплоемкость

S-площадь поверхности

К-коэф-т теплообмена м/у термопарой и окр. средой

m-масса термопары.

Кроме τ, необходимо учитывать а/д нагрев термопары, поэтому нельзя помещать термопару открытой в газовый поток. Необходимо осуществлять торможение потока до его взаимодействия на термопару.

 

,

где Qt-температура заторможенного потока;

Q-истинная температура потока;

r-коэф-т торможения;

V-скорость потока;

J-механический эквивалент тепла

Ср-теплоемкоть потока

g-ускорение свободного подения.

Основные погрешности термопар.

1. Методическая (непостоянство температуры холодного спая)

2. инструментальная (непостоянство сопротивления соеденительных проводов)

3. влияние различных факторов на измерительную схему (вибрация, Эл.маг. излучения)

 

 

.