Сопротивление термопары

Рассмотрим работу отдельного термоэлемента в качестве преобразователя тепловой энергии в электрическую. Если удельные сопротивления ветвей термоэлемента yi и у2. токовая высота ветви — длина пути тока в ветви термоэлемента /, токовое сечение ветвей — сечение ветвей термоэлемента, определяемое по нормали к векторным линиям тока S: и 82 (см. 13.1), то полное сопротивление термоэлемента

Из (13.29) следует, что чем меньше сопротивление термоэлемента, тем больше количество теплоты Q/OI,T, отводимое от тепло-поглощающего спая. Однако из этого не следует, что, увеличивая токовые сечения или уменьшая токовую длину ветвей термоэлемента, можно достичь более низких температур на теплопогло-щающем спае, так как одновременно в такой же мере возрастают теплопроводность и поток теплоты по ветвям термоэлемента от тепловыделяющего спая к теплопоглощающему. Температура теплопоглощающего спая будет понижаться до тех пор, пока количество теплоты QK, переносимое между спаями в результате теплопроводности по ветвям термоэлемента, не сбалансирует отводимое от спая / количество теплоты Q/ при токе /. (В данном случае не учитываем поток теплоты из окружающей среды на теплопоглощающий спай термоэлемента, т. е. предполагаем, что теплоизоляция теплопоглощающего спая идеальна.)

г — внутреннее сопротивление термоэлемента г — радиус-вектор г — показатель степени в зависимости времени релаксации

от энергии г0 — электрическое сопротивление замыкающих элементов г а — сопротивление термоэлемента в магнитном поле

здесь гн — сопротивление термоэлемента в магнитном поле. Замыкание ?нэ предполагается идеальным: оно соответствует сплошному токосъему с граней у = О, у = 6, однако контакты не шунтируют ЭДС вдоль х. Такие условия могут быть удовлетворены при использовании системы замыкающих проводников, как и в короткозамкну-том анизотропном термоэлементе. Таким образом,

где П — коэффициент Пельтье, г— сопротивление термоэлемента. Из (IV.1) следует ( IV.2) наличие оптимального тока /опт, при котором достигается наибольшее охлаждение: при меньших токах теплопоглощение эффектом Пельтье убывает, при больших — возрас-

Номограммой 6 по найденному отношению s/.l и известному удельному сопротивлению материала определяется сопротивление термоэлемента.

где Nj — количество термоэлементов в i-u каскаде, ri — электрическое сопротивление термоэлемента «-го каскада. Выражение (IV.59) может быть записано также в виде

(^опт)опт = Vr/pK (г — сопротивление термоэлемента),

Применение тонких диэлектрических подложек (1—2 мкм) позволяет улучшить свойства приемников. В работе [9] предложена конструкция приемника с диэлектрической подложкой из А1203, полученной электрохимическим окислением. Сопротивление термоэлемента 15 Ом, чувствительность в -немодулированном потоке 1,85 В/Вт, постоянная времени 30—50 мс. Варианты пленочных термоэлементов описаны в работе [123], получены чувствительность 0,5—2,5 В/Вт, постоянная времени 40—80 мс. Сведения о технологии пленочных термоэлементов приведены в работах [168, 180], о пленочных термоэлементах из р- и n-Ge —в работе [163].

(я-тип) тационного материала. Перед припрессовкой никелевая проволока залуживается составом Sb—Sn или Bi. За время работы 50 ч при ДГ = = 300 К сопротивление термоэлемента возросло Ом • м?

где R — сопротивление термоэлемента.

где Re — сопротивление термопары; RJl = /?л[ + ??Л2 — сопротивление соединительных линий; Rmv — сопротивление милливольтметра.

Если сопротивление термопары в процессе эксплуатации изменяется (термоэлектроды становятся тоньше) или если изменится сопротивление линии и милливольтметра вследствие колебаний температуры окружающей среды, то возникнет погрешность измерения. Изменение сопротивления термопары под воздействием из-

В этих термометрах возможна погрешность от изменения сопротивления термопары и проводов. Сопротивление термопары изменяется с изменением глубины погружения, т. е. с изменением соотношения нагретой и холодной частей термопары. Кроме того, изменение глубины погружения термопары вызывает также изменение

где Е и /?тп — э. д. с. и сопротивление термопары; /х — действующее значение переменного тока; К — постоянная, зависящая от свойств и конструкции термопреобразователя; Чг„ — потокосцепление обмотки при ее повороте на 1 рад.

где U — показание милливольтметра; гвн = гтп + гцр — внешнее сопротивление милливольтметра; гтп — сопротивление термопары; гпр — сопротивление проводов (удлинительных и соединительных); rmV — сопротивление милливольт-

В этих термометрах возможна погрешность от изменения сопротивления термопары и проводов. Сопротивление термопары изменяется с изменением глубины погружения, т. е. с изменением соотношения нагретой и холодной частей термопары. Кроме того, изменение глубины погружения термопары вызывает также изменение погрешности, обусловленной наличием тепловых потерь преобразователя. Поэтому глубина погружения термопары выбирается в соответ-ствии с паспортными данными термопары и не должна произвольно изменяться.

изготавливаются из одних и тех же проволочек, расположенных крестообразно и свариваемых в точке пересечения С (рис 3 19, в) Приборы с термокрестом исполм\ются для измерения малых токов. Бесконтактные преобразователи позволяют последовательно соеди нить несколько термопар и пол\чить таким образом термобатарею (рис 3.19, г). Термо-ЭДС батареи возрастает пропорционально числу термопар, в результате чего повышается чувствительность прибора. Термо-ЭДС пропорциональна количеству теплоты, выделенной измеряемым током в месте спая. Количество теплоты, в свою очередь, пропорционально квадрату измеряемого тока. Ток в цепи прибора /т = = Е г -\- Ru, где г— сопротивление термопары, Rn — сопротивление прибора, Е — термо-ЭДС.

где U — истинное значение ЭДС термопары, мВ; и„— измеренное значение ЭДС, мВ; гв, гт— внутреннее сопротивление милливольтметра и сопротивление термопары, Ом.

электрическое сопротивление термопары, Ом; .

Фирма Номинальный ток, мА Термо-эде, мВ, не менее Допустимая перегрузка, % номинального тока / Сопротивление нагревателя, Ом, не более Сопротивление термопары, Ом Шунтирующая емкость, пф Максимальная рабочая частота, МГц

Сопротивление нагревателя, Ом Сопротивление термопары, Ом Максимальный ток при пороге чувствительности 0,03%, мА ТермоЭДС при номинальном токе, мВ Температурный коэффициент термоЭДС (%/К) Время изменения термоЭДС до 99,97% полного значения, с при включении номинального тока при выключении тока Испытанное напряжение изоляции между нагревателем и термопарой, В 60 7 4 10,5—13 —0,28 22 37 500 170 18 1 12,1-13,4 -0,3 12 15 500