Термоэлектрические термометры.

В 1826 году физик Зеебек совершил данное открытие, которое впоследствии было названо его именем.

В простейшем случае, когда электрическая цепь состоит из двух различных проводников, она, то есть цепь, носит название термопара.

Термоэлектродвижущая сила, возникающая в цепи из двух однородных проводников равна разности ЭДС на их концах, то есть при равенстве температур на концах термоэлемента, его термо ЭДС =0.

             Е_АВ=e_АВ,Ө°-e_АВ,Ө°=к(Ө_х- Ө₀)

                                      Е_вд=к· Ө_х+к₀,где к₀-const, так как Ө°_В=Ө°_Д≈ const.

Погрешность термопары составляет единицы процентов, эта погрешность зависит от материала. Установлена область применения термопар:

хромель-капель: Д_Ө=600°С-800°С

                        dE/dӨ=80мВ/1000°С - чувствительность.

Способ изготовления рабочего конца термопары (спайка, сварка) не влияет на развиваемую ее термо ЭДС.

При эксплуатации надо обеспечить неизменность сопротивления цепи после градуировки термопары.

Однако сопротивление соединительных проводов меняется в связи с окружающей средой, поэтому в цепь включают дополнительное сопротивление.

Ө_{градуир.}=Ө°С

Термоэлектрические термометры обычно градуируют при вполне определенной температуре свободных концов, но при рабочей температуре, отличной от градуированной, и возникает вторая принципиальная погрешность метода - погрешность на температуру свободных концов термопары. Эта погрешность достигает десятки градусов, и в зависимости от этого необходимо в показания приборов вносить поправку, которую легко рассчитать.

К материалам термопар применены требования:

- высокая термо ЭДС и близкий к линейному характер изменения температур

tgφ=dE/dӨ;

- жаростойкость – не окисляемость при высоких температурах;

- стабильность физических свойств с течением времени;

- высокая электропроводимость;

- малый температурный коэффициент сопротивления;

- возможность изготовления большими партиями с неизменными физическими свойствами, чтобы обеспечить взаимозаменяемость термопар без новой градуировки измерительного прибора.

Защитная температура стандартных термопар должна быть газонепроницаемой для предохранения проводов от разрушающих действий газов, хорошо теплопроводной и в то же время нетеплопроводной, поэтому арматура состоит из двух трубок:

                                -внутренней (керамической);

                                -наружной (металлической для защиты).

Пирометры излучения.

Пирометры излучения применяют в тех случаях, когда невозможно осуществлять непосредственное соприкосновение датчика пирометра с объектом измерения из-за недоступности.

Термометры используют зависимость излучаемой телом энергии от его температуры.

Закон Стефана-Больцмана:

Если для измерения температур используют всю излучаемую телом энергию, то это пирометры полного излучения.

Можно использовать лишь одну из монохроматических частей спектра- это пирометры частичного излучения.

Пирометры частичного излучения более точные по сравнению с пирометрами полного излучения, они работают на принципе сравнения яркости свечения измеряемого тела с яркостью свечения тела нитей накаливания. Сравнение производит наблюдатель, глаз которого способен уловить момент яркости свечения с точностью до ±5°С.

Энергия излучения используется в видимой части спектра, так как интенсивность этого излучения растет с увеличением температуры во много раз быстрее по сравнению с интегральным излучением.

Метрологическая лампа накаливания предварительно проходит старение при температуре 2000°С в течении 1000 часов.

Пирометры частичного излучения позволяют измерять диапазон температуры от 700°С до 2500°С.