Методы измерения температуры и вакуума. Средства создания и измерения
5

 

 

                                             Эквивалентная электрическая схема термопары:

 

 

 

                                                                                            Рис.4.2 эквивалентная электрическая схема термопары                                                                                                                                                                                                               U – потенциометр;        i – ток в контуре

eBA2 , eBA1 – скачки ЭДС в месте контактов – спаев

 

 

 

 

 

 

Запишем закон Вольта для данной цепи: U = E = eAB(T1) + eBD(T2) + eDE(T3) + eEC(T3) + eCA(T2) =  

= eAB(T1) + eBD(T2) + eDC(T3) + eCA(T2)

eAB(0) + eBD(0) + eDC(0) + eCA(0) = 0

Вычитая из первого равенства второе, получаем: U = EАB(T1, 0) + EBD(T2, 0) + EDC(T3, 0) + ECA(T2, 0)

Для определения термоЭДС воспользуемся стандартными функциями преобразования                                      ЕХN (Т,0С) и ЕYN (Т,0С), где N – нормальный электрод из платины:

ЕКN(100,0) = -4,5 мВ            [табл.П4-7,Л6]

ЕХN(100,0) = 2,4 мВ

ЕХК(600,0) = 49,11 мВ

ЕКОН N(100,0) = -3,4 мВ

ЕМN(100,0) = 0,76 мВ

примем, что для материалов манганин и константан ЕХN (Т,0С) меняется линейно в интервале 0…100 0С.

ЕКОН N(20,0)= -3,4/5= -0,68 мВ

ЕМN(20,0)= 0,76/5= 0,15 мВ

К-копель

Х-хромель

Кон- константан

М- манганин

 

а) С-манганин D- константан

 

EBD(T2, 0) = ЕК КОН(100,0) =  EКN(100, 0) – EконN(100, 0) = - 4,5 мВ – (-3,5) мВ = -1,1 мВ

EDC(T3, 0) = ЕКОН М(20,0) =  ЕКОН N(20,0) – EМN(20, 0) = -0,68 мВ - 0,15 мВ = -0,83 мВ

ECA(T2, 0) = ЕМХ(100,0) = ЕМN(100,0) – EХN(100, 0) = 0,76 мВ -2,4 мВ = -1,64 мВ

U = ЕХК(600,0) + ЕК КОН(100,0) + ЕКОН М(20,0)+ ЕМХ(100,0) =

=  49,11 мВ – 1,1 мВ – 0,83 мВ - 1,64 мВ = 45,54 мВ

 

б) С- константан D- манганин

 

EBD(T2, 0) = EКМ(100, 0) = EКN(100, 0) – EМN(100, 0) = - 4,5 мВ – 0,76 мВ = - 5,26 мВ

EDC(20, 0) = EМ КОН(20, 0) = 0,83 мВ

ECA(100, 0) = ЕКОН Х(100,0) =  EКОН N(100, 0) – EХN(100, 0) = -3,4 мВ -2,4 мВ = -5,8 мВ

U = ЕХК(600,0) +  EКМ(100, 0) + EМ КОН(20, 0) + ЕКОН Х(100,0) =

= 49,11 мВ – 5,26 мВ + 0,83 мВ – 5,8 мВ = 38,88 мВ

 

в) термоЭДС того же термометра, но без удлиняющих термоэлектродных проводов:

 

EХК(600, 20) = EХК(600, 0) – EХК(20, 0) = 49,11 – 1,31 = 47,8 (мВ)