Com comprovar un piròmetre termoelèctric
El piròmetre termoelèctric és un conjunt que consta de d'un convertidor termoelèctric (termoparell), cables de compensació i connexió connectats a ella i un dispositiu de mesura indicador o enregistrador. Com a tal, es pot utilitzar un mil·livoltòmetre portàtil o de panell o un potenciòmetre automàtic.
Antic piròmetre termoelèctric de 1910
Piròmetre termoelèctric digital modern
Si el mil·livoltòmetre s'utilitza en condicions de funcionament, la resistència elèctrica del termopar, la compensació i els cables de connexió fins a ± 0,1 ohm han de ser iguals a la que s'indica a l'escala del mil·livoltmetre. magnitud R int.
La resistència del circuit del termopar s'ajusta al valor requerit mitjançant una bobina de compensació connectada en sèrie amb el termopar.
La comprovació de les lectures d'un piròmetre termoelèctric de vegades es realitza en un conjunt complet, sense calibratge previ del termoparell inclòs en la seva composició.En aquest cas, el termoparell connectat al mil·livoltòmetre o al potenciòmetre automàtic es col·loca amb el termoparell de referència en un forn de calibratge.
Si la temperatura dels extrems lliures del termopar difereix de 0 ° C, quan el circuit del mil·livoltòmetre està obert, el corrector ajusta la seva fletxa a la marca de l'escala corresponent a la temperatura dels extrems lliures.
Aquesta operació no és necessària si en el conjunt de piròmetres s'utilitza un potenciòmetre automàtic o mil·livoltòmetre degudament calibrat i equipat amb un dispositiu de correcció automàtica de la temperatura dels extrems lliures del termopar. En aquests casos, els cables compensadors s'han de portar als terminals de l'aparell de mesura.
Termoparell
Augmentant gradualment el corrent al forn de calibratge mitjançant un termoparell de referència, les temperatures del forn s'ajusten una darrere l'altra a través de centenars de graus, estabilitzant el forn a cada temperatura durant uns quants minuts.
El valor de la temperatura establerta al forn està determinat per la termo-EMF d'un termoparell de referència llegida per un potenciòmetre de laboratori, i al mateix temps (sense tocar) es llegeixen les lectures del dispositiu de mesura piromètric.
Després d'arribar al límit superior de l'escala del dispositiu de mesura, la temperatura al forn es redueix gradualment i, en ordre invers, les lectures del dispositiu de mesura es repeteixen a aproximadament les mateixes temperatures al forn que quan augmenta la temperatura.
Per a cada valor de temperatura del forn, trobeu la lectura mitjana del dispositiu a partir de les lectures a mesura que les temperatures augmenten i baixen.
L'error en les lectures del piròmetre s'estableix com la diferència entre els valors numèrics: la lectura mitjana del dispositiu i la temperatura al forn determinada pel termo-EMF d'un termoparell de referència.
La diferència entre les lectures de l'instrument de mesura amb l'augment i la disminució de la temperatura al forn caracteritza el canvi en les lectures del piròmetre.
Aquest mètode per comprovar les lectures del piròmetre termoelèctric no és molt eficient perquè requereix una quantitat de temps important per comprovar un conjunt. Per tant, el mètode de calibratge en fred d'un piròmetre termoelèctric és més convenient. És el següent.
El termopar que s'ha d'incloure en el kit del piròmetre es sotmet prèviament a un calibratge individual en el rang de temperatura que correspon al rang d'escala del dispositiu de mesura i als valors del seu termo-EMF per a les temperatures de l'extrem de treball corresponents. a les marques numèriques determinades a l'escala de l'aparell de mesura.
A més, si s'utilitza un potenciòmetre automàtic com a dispositiu de mesura, s'apliquen tensions iguals als valors numèrics termo-EMF del termoparell als seus terminals mitjançant un potenciòmetre de laboratori. Les desviacions de les lectures del potenciòmetre dels números de l'escala són errors del piròmetre que s'està comprovant.
En provar piròmetres termoelèctrics que inclouen un termoparell de platí-rodi-platí, cal tenir en compte que la part del termopar que es troba al forn a alta temperatura canvia significativament la seva resistència elèctrica.La quantitat en què canvia el Rin del piròmetre com a resultat es pot determinar mitjançant càlcul.
La tolerància a l'error instrumental d'un piròmetre termoelèctric, que és un conjunt de termoparells i un dispositiu de mesura, òbviament es pot determinar fàcilment sumant aritmèticament les toleràncies de cadascun dels components del conjunt.
Així, per exemple, per a un piròmetre format per un termoparell amb una tolerància d'error de calibratge de ± 0,75% i un metre de classe 1,5, la tolerància seria ± 2,25% del límit superior de mesura del piròmetre.
Si es comprova individualment un piròmetre termoelèctric, l'error instrumental total en mesurar les temperatures amb aquest piròmetre s'estima en funció dels valors dels possibles errors del termopar, els cables de compensació i el dispositiu de mesura d'acord amb la classe de precisió de l'últim.
En les lectures d'un piròmetre termoelèctric que utilitza un mil·livoltòmetre com a dispositiu de mesura, es pot produir un error sistemàtic a causa de la discrepància entre el valor de la resistència del circuit extern en condicions de funcionament i el valor pres durant el calibratge del piròmetre.
En aquest sentit, sovint és necessari mesurar la resistència del circuit extern del piròmetre amb un termoparell muntat en un forn escalfat.
En aquest cas (quan el circuit de termoparell està connectat al braç d'un circuit de pont de mesura de resistència convencional), a més de la font de corrent que alimenta el circuit, apareixerà una segona font (termoparell) al circuit. En aquest cas, el funcionament normal del circuit del pont es veurà alterat.
En els piròmetres termoelèctrics, que inclouen un potenciòmetre automàtic equipat amb una escala graduada, el canvi de termo-EMF del termopar provocat per les fluctuacions de temperatura dels seus extrems lliures es corregeix automàticament mitjançant un dispositiu integrat al potenciòmetre.
Per al funcionament normal d'aquest dispositiu només cal que els extrems dels cables de compensació del termoparell estiguin connectats directament als terminals del potenciòmetre.
La mateixa regla s'ha de respectar a l'hora d'instal·lar un piròmetre que inclogui un mil·livoltòmetre equipat amb un corrector bimetàl·lic que ajusta l'agulla del mil·livoltòmetre quan el circuit del termopar es trenca a la marca d'escala corresponent a la temperatura del mateix mil·livoltòmetre.
En la pràctica de les mesures de temperatura industrials, sovint és necessari introduir un termoparell en un espai amb un fort camp elèctric. Aquestes són, per exemple, les condicions per mesurar les temperatures de l'acer líquid en forns d'arc elèctric.
Una forta disminució de les propietats d'aïllament elèctric dels accessoris ceràmics de termoparells a altes temperatures porta al fet que un corrent altern de freqüència industrial amb una tensió que arriba en alguns casos a desenes de volts penetri al circuit del termoparell.
La connexió a terra del termopar no sempre permet l'eliminació adequada de les captacions de CA distorsionades. Un mitjà més radical és incloure la capacitat i la inductància al circuit del termopar.