כיצד לבדוק פירומטר תרמו-אלקטרי

הפירומטר התרמו-אלקטרי הוא סט המורכב מ מממיר תרמואלקטרי (צמד תרמי), חוטי פיצוי וחיבור המחוברים אליו ומכשיר מדידה מצביע או הקלטה. ככזה, ניתן להשתמש במיליוולטמטר נייד או פאנל או בפוטנציומטר אוטומטי.

פירומטר תרמו-אלקטרי עתיק משנת 1910

פירומטר תרמו-אלקטרי דיגיטלי מודרני

אם נעשה שימוש במילי-וולטמטר בתנאי הפעלה, ההתנגדות החשמלית של הצמד התרמי, הפיצוי וחוטי החיבור בטווח של ± 0.1 אוהם חייבים להיות שווה לזו המצוינת בסולם של מד המילי-וולט גודל R int.

התנגדות המעגל של הצמד התרמי מותאמת לערך הנדרש באמצעות סליל פיצוי המחובר בסדרה עם הצמד התרמי.

בדיקת קריאות פירומטר תרמו-אלקטרי מתבצעת לעיתים בסט שלם, ללא כיול מוקדם של הצמד התרמי הכלול בהרכבו.במקרה זה, הצמד התרמי המחובר למיליוולטמטר או הפוטנציומטר האוטומטי ממוקם עם הצמד התרמי הייחוס בתנור כיול.

אם הטמפרטורה של הקצוות החופשיים של הצמד התרמי שונה מ-0 מעלות צלזיוס, אז כאשר המעגל של המיליוולטמטר פתוח, המתקן מכוון את החץ שלו לסימון בסולם המתאים לטמפרטורת הקצוות החופשיים.

פעולה זו אינה הכרחית אם נעשה שימוש בפוטנציומטר אוטומטי או מילי-וולט מכויל כראוי המצויד במכשיר לתיקון אוטומטי של הטמפרטורה של הקצוות החופשיים של הצמד התרמי בערכת הפירומטר. במקרים אלה, יש להביא חוטי פיצוי למסופים של מכשיר המדידה.

צמד תרמי

על ידי הגדלת הזרם בהדרגה בתנור הכיול באמצעות צמד תרמי ייחוס, טמפרטורות התנור נקבעות בזו אחר זו במאות מעלות, תוך ייצוב התנור בכל טמפרטורה למשך מספר דקות.

ערך הטמפרטורה שנקבעה בכבשן נקבע על ידי התרמו-EMF של צמד תרמי ייחוס הנקרא על ידי פוטנציומטר מעבדה, ובמקביל (ללא הקשה) נקראות הקריאות של מכשיר המדידה הפירומטרי.

לאחר הגעה לגבול העליון של קנה המידה של מכשיר המדידה, הטמפרטורה בכבשן מופחתת בהדרגה ובסדר הפוך חוזרות על קריאות מכשיר המדידה בערך באותן טמפרטורות בכבשן כמו בעת העלאת הטמפרטורה.

עבור כל ערך של טמפרטורת התנור, מצא את הקריאה הממוצעת של המכשיר מהקריאות כשהטמפרטורות עולות ויורדות.

השגיאה בקריאות הפיירומטר נקבעת כהפרש בין הערכים המספריים - הקריאה הממוצעת של המכשיר והטמפרטורה בכבשן שנקבעה על ידי התרמו-EMF של צמד תרמי ייחוס.

ההבדל בין קריאות מכשיר המדידה עם עלייה וירידת טמפרטורה בכבשן מאפיין את השינוי בקריאות הפירומטר.

שיטה זו לבדיקת קריאות פירומטר תרמו-אלקטרי אינה יעילה במיוחד מכיוון שהיא דורשת פרק זמן משמעותי לבדיקת סט אחד. לכן, שיטת הכיול הקרה של פירומטר תרמו-אלקטרי נוחה יותר. זה כדלקמן.

הצמד התרמי המיועד להיכלל בערכת הפירומטר נתון בעבר לכיול פרטני בטווח הטמפרטורות המתאים לטווח קנה המידה של מכשיר המדידה ולערכי התרמו-EMF שלו לטמפרטורות של קצה העבודה התואמים לסימונים המספריים שנקבעו על קנה המידה של מכשיר המדידה.

כמו כן, אם פוטנציומטר אוטומטי משמש כמכשיר מדידה, אז מתחים השווים לערכים המספריים התרמו-EMF של הצמד התרמי מוחלים על המסופים שלו באמצעות פוטנציומטר מעבדה. סטיות של קריאות הפוטנציומטר ממספרי הסולם הן שגיאות של הפיירומטר הנבדק.

כאשר בודקים פירומטרים תרמו-אלקטריים הכוללים צמד תרמי פלטינה-רודיום-פלטינה, יש לשים לב שהחלק של הצמד התרמי שנמצא בכבשן בטמפרטורה גבוהה משנה את ההתנגדות החשמלית שלו באופן משמעותי.הכמות שבה ה-Rin של הפירומטר משתנה כתוצאה מכך יכולה להיקבע על ידי חישוב.

סובלנות השגיאה האינסטרומנטלית של פירומטר תרמו-אלקטרי, שהוא קבוצה של צמדים תרמיים ומכשיר מדידה, ניתנת כמובן לקבוע בקלות על ידי סיכום אריתמטי של הטלרנסים של כל אחד ממרכיבי הסט.

כך, למשל, עבור פירומטר המורכב מצמד תרמי עם סובלנות של שגיאת כיול של ± 0.75% ו-class 1.5 מטר, הסובלנות תהיה ± 2.25% מגבול המדידה העליון של הפיירומטר.

אם פירומטר תרמו-אלקטרי נבדק בנפרד, אזי סך השגיאה האינסטרומנטלית בעת מדידת טמפרטורות עם פירומטר כזה נאמדת על סמך ערכי השגיאות האפשריות של הצמד התרמי, חוטי הפיצוי ומכשיר המדידה בהתאם לדרגת הדיוק של האחרון.

בקריאות של פירומטר תרמו-אלקטרי המשתמש במיליוולטמטר כמכשיר מדידה, עלולה להתרחש שגיאה שיטתית עקב אי התאמה בין ערך ההתנגדות של המעגל החיצוני בתנאי הפעלה לבין הערך שנלקח במהלך כיול הפיירומטר.

בהקשר זה, לעתים קרובות יש צורך למדוד את ההתנגדות של המעגל החיצוני של הפירומטר עם צמד תרמי המותקן בתנור מחומם.

במקרה זה (כאשר המעגל התרמי מחובר לזרוע של מעגל מדידת התנגדות קונבנציונלית), בנוסף למקור הזרם המזין את המעגל, יופיע מקור שני (תרמוצמד) במעגל. במקרה זה, הפעולה הרגילה של מעגל הגשר תופרע.

בפירומטרים תרמו-אלקטריים, הכוללים פוטנציומטר אוטומטי המצויד בקנה מידה מדורג, השינוי בתרמו-EMF של הצמד התרמי הנגרם כתוצאה מתנודות בטמפרטורת הקצוות החופשיים שלו מתוקן אוטומטית באמצעות מכשיר המובנה בפוטנציומטר.

לפעולה רגילה של מכשיר זה יש צורך רק שקצות חוטי הפיצוי מהצמד התרמי יהיו מחוברים ישירות למסופים של הפוטנציומטר.

יש להקפיד על אותו כלל בעת התקנת פירומטר הכולל מד מילי-וולט המצויד במתקן דו-מתכתי המכוון את מחט המילי-וולטמטר כאשר מעגל הצמד התרמי נשבר לסימון קנה המידה המתאים לטמפרטורת המיליוולטמטר עצמו.

בתרגול של מדידות טמפרטורה תעשייתיות, לעתים קרובות יש צורך להכניס צמד תרמי לחלל עם שדה חשמלי חזק. אלו, למשל, התנאים למדידת הטמפרטורות של פלדה נוזלית בתנורי קשת חשמליים.

ירידה חזקה בתכונות הבידוד החשמלי של אביזרי קרמיקה של צמדים תרמיים בטמפרטורות גבוהות מובילה לכך שזרם חילופין בתדר תעשייתי עם מתח המגיע במקרים מסוימים לעשרות וולט חודר לתוך המעגל של הצמד התרמי.

הארקת הצמד התרמי לא תמיד מאפשרת ביטול נכון של פיקאפים AC מעוותים. אמצעי רדיקלי יותר הוא לכלול קיבול ושראות במעגל התרמי.