Термоэлектрические преобразователи

Термоэлектрический термометр— прибор для измерения температуры, состоящий из термопары в качестве чувствительного элемента и электроизмерительного прибора (милливольтметра, автоматического потенциометра ).

Термоэлектрическим преобразователем, или термопарой, называют два разнородных электропроводящих элемента (обычно металлические проводники, реже полупроводниковые), соединенных на одном конце и использующих термоэлектрический эффект в замкнутой цепи, составленной из двух разнородных проводников, в которой возникает электрический ток, если два спая (места соединения) проводников имеют разную температуру.Появившийся электрический ток генерирует разность потенциалов на двух спаях, известную как контактная разность потенциалов. Она зависит от температуры спаев и температуры измеряемой среды и ее можно измерить или милливольтметром, или потенциометром.

Спай, помещенный в измеряемую среду с температурой , называют измерительным (горячим или рабочим)термопары. Второй спай, находящийся при постоянной температуре  называют соединительным (опорным, холодным, свободным)термопары. Опорный спай подвержен действию температуры в месте присоединения к измерительному прибору.

Существует зависимость термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термоэлектрического преобразователя от температуры рабочего спая при постоянно заданной температуре свободных спаев, и измерение температуры сводится к измерению ТЭДС термоэлектрического преобразователя. Чтобы подключить измерительный прибор (милливольтметр, либо потенциометр) в термоэлектрическую цепь, ее разрывают (либо в спае с температурой , либо в одном из термоэлектродов, например В, — рисунок  4.3, б, в).

Рисунок 4.3. Принцип действия термоэлектрического преобразователя:

а — термоэлектрическая цепь из двух проводников (термоэлектродов) А и В; б — термоэлектрическая цепь с третьим проводником С, включенным между термоэлектродами; в — термоэлектрическая цепь с третьим проводником С, включенным в термоэлектрод В термоэлектрического преобразователя ( — температура рабочего спая; — температура опорного спая)

ТЭДС термоэлектрического преобразователя не изменяется от введения в его цепь третьего проводника, если концы этого проводника имеют одинаковые температуры. На этом основании в цепь термоэлектрического преобразователя подключают соединительные провода, измерительные устройства (приборы) и подгоночные сопротивления. Желательно в цепи термоэлектрического преобразователя применять проводники, термоэлектрические свойства которых незначительно отличаются от свойств термоэлектродов.

Основные типы стандартных промышленных термоэлектрических преобразователей приведены в таблице 1.

Таблица 1. Стандартные промышленные термоэлектрические преобразователи

В реальных производственных условиях температура свободных концов термопары обычно отличается от температуры = 0 °С, поэтому в показания измерительных приборов необходимо вводить поправку.