Устройство для компенсации погрешности от повышения температуры холодных спаев термопар в термоэлектрических измерительных приборах Советский патент 1933 года по МПК G01D3/28 G01R19/03 

Предлагаемое согласно изобретению устройство предназначается для компенсации погрешности от повышения температуры холодных спаев термопар в термоэлектрических измерительных приборах.

На чертеже фиг. 1 изображает схему одного из известных термоэлектрических приборов, в котором термоэлементы включены по схеме мостика и фиг. 2 - схему подобного термоэлектрического измерительного прибора, снабженного предлагаемым устройством.

В существующих типах электрических приборов, состоящих из некоторого числа термопар (обычно кратного четырем), эти последние соединяются по схеме моста Уитстона (фиг. 1) таким образом, что термоэлектродвижущие силы отдельных ветвей мостика взаимно уничтожаются между точками а и b и попарно складываются между точками cud. Измерительный ток / подводится к точкам а и и; гальванометр магнито-электрической системы включается в диагональ мостика к точкам с VL d. Между этими последними точками, если сопротивление ветвей мостика, электродвижущие силы и число термопар, их составляющих, примерно одинаковы, разность потенциалов равна удвоенной термо(256)

электродвижущей силе одной, ветви, а сопротивление - сопротивлению одной ветви. Электродвижущая сила и сопротивление ветви определяются числом последовательно соединенных в ней данных термопар. Измеряемый ток, проходя по проволочкам (или ленточкам) термопар, нагревает их.

Холодные концы термопар прикреп.шются те.м или иным способом к колодкам из проводящего материала, достаточно большим, чтобы температура их не повыщалась или, точнее, почти не повышалась при работе прибора. Электродвижущая сила каждой термопары будет определяться разностью температур колодок и спая термопары, находящегося между ними.

При применении этой схемы для измерения малых токов температура; колодок (и следовательно холодных концов термопар) остается все время почти равной температуре окружающей среды:. при переходе же к более значительным: силам тока, начиная, примерно, с одного ампера, колодки начинают нагреваться как за счет выделяющегося в них Джоулева тепла, так и, главным образом, за счет тепла, отводимого к ним от термопар.

Повышение температуры колодок по сравнению с температурой окружающей

среды вызывает падение электродвижу,щей силы мостика. Нагрев колодок про„должается довольнорначительное время, .измеряемое минутами и даже десятками .минут. Поэтому при включении нркбора на определенную силу тока показания его (электродвижущая сила мостика) будут наибольшими, а затем будут постепенно падать дЬ некоторого конечного значения, соответствующего установившемуся тепловому релсиму.

Нагревание-колодок вносит еще другую неправильность в работу термомостика: после быстрого выключения прибора с большой нагрузки стрелка его переходит через нуль и показывает некоторую отрицательную величину. Это объясняется тем, что горячий спай, имеющий очень малую массу, охлаждается гораздо скорее, чем колодки. Прикрепленные к колодкам концы термопар оказываются более нагретыми, чем место -спая, и термоэлектродвижущая сила мостика меняет направление. Окончательно на нуль стрелка устанавливается через довольно большой промежуток времени.

Для устранения обеих названных неправильностей в работе этих приборов ОДИН из проводов, соединяющих гальванометр с мостиком, выполняется из того .же материила А, что и часть колодки, .к которой он прикреплен. Второй провод Выполняется из материала В, образуюлдего с материалом С (который может быть тем же, что и А) той части колодки, к которой он прикреплен, термопару, электродвижущая сила которой при на.треве колодок, направлена в ту же сто.рону, что основная электродвижущая Сила мостика (фиг. 2). Простыми стрелками на фиг. 2 показано направление термоэлектродвижущих сил мостика, оперенной стрелкой - электродвижущей «силы, уравновешивающей термопары. Получающаяся таким образом вспомогательная компенсирующая термопара при .надлежащем подборе материалов ее комленсирует падение электродвижущей силы мостика, вызванное нагревом ко лодок. Таким же образом компенсирую.здая термопара воспрепятствует переходу

стрелки через нуль после быстрого включения прибора.

Для правильной компенсирующей термопары существенным является только подбор материала проволок, непосредственно прилегающихкколодкам. Остальная часть проводов, ведущих к гальванометру, может быть сделана из любых материалов, например, обладающих малым удельным электрическим сопротивлением или пулевым температурным коэфициентом сопротивления, так как введение в термоцепь проводника, оба конца которого находятся при одной температуре, не вызывает изменения термоэлектродвижущей силы.

Тот же результат можно получить, если каждый из проводов, соединяющих мостик с гальванометром, выполнить из иного материала, чем та часть колодки, к которой он прикреплен. При этом образуются две термопары, которые должны быть подобраны так, чтобы при нагреве колодок алгебраическая сумма их термоэлектродвижущих сил была также направлена и производила бы тот же эффект, что и описанная выше одна компенсирующая термопара.

Предмет изобретения.

1.Устройство для компенсации погрешности от повышения температуры холодных спаев термопар в термоэлектрических измерительных прибор; х с термоэлементами, включенными по схеме мостика, отличающееся тем, что провода, соединяющие колодки А, С мостика с гальванометром, выполнены из материалов, дающих с металлом колодок тер.мопары, электродвижущие силы которых совпадают по направлению с основной термоэлектродвижущей силой мостика, и подобраны таким образом,чтобы компенсировать вызываемое нагревом колодок уменьшение последней.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что вспомогательная компенсирующая термопара создается лишь одним из двух соединительных проводников и соответствующей колодкой. авторскому свидетельству Я. Ш. Авербух № 31511

фиг.§ ,,f5