Устройство термоэлектрических термометров

4.Тепловое шунтирование
Необходимо помнить, что термопара, как и любой другой контактный датчик, при введении в объект измерения меняет его температуру. Поэтому, если объект мал, термопара тоже должна иметь малые размеры. Однако термопара, изготовленная из тонкой проволоки, более подвержена эффектам загрязнения, отжига, возникновения напряжений, электрическому шунтированию. Чтобы минимизировать эти эффекты применяют удлинительные провода, которые соединяют термоэлектроды термопары с измерительным вольтметром и имеют коэффициент Зеебека близкий к коэффициенту термопары данного типа. Обычно удлинительный провод имеет больший диаметр, его сопротивление, включенное последовательно с термоэлектродом, не вызывает потерь при передаче сигнала на длинные расстояния. Кроме того, удлинительный провод проще протянуть через подводящий измерительный канал, чем тонкую термопарную проволоку. Поскольку требования к допускам удлинительных проводов установлены только в узком интервале температур, и сам провод может быть подвержен механическим повреждениям и натяжению, следует обеспечить минимальный температурный градиент вдоль провода.
5.Электрические шумы
Широкополосный шум может быть подавлен аналоговым фильтром. Единственный тип шума, который не может подавить система считывания и обработки сигнала – сдвиг, обусловленный утечкой постоянного тока в системе. Хотя обычно такие утечки не вызывают больших погрешностей, возможность их возникновения должна всегда приниматься во внимание и, по-возможности, предотвращаться, особенно если термоэлектроды очень малы и их сопротивление велико.
Измерение температуры
При измерении температуры воздушного потока или потока жидкости термоэлектрическим термометром (прибором для измерения температуры, приемной частью которого является термопара) его чувствительный элемент (точку спая) устанавливают перпендикулярно потоку или под углом к нему (навстречу потоку).

Рабочий спай термопары желательно располагать на оси потока. Если термопара устанавливается в камере технологического оборудования или воздухопроводе, то выступающая часть должна быть не менее 20 мм. Если термопара устанавливается горизонтально, то выступающая ее часть при длине свыше 500 мм должна иметь опору.

Перед установкой термопары к стенкам технологического оборудования приваривают патрубки или бобышки, которые служат для установки термометров.
Свободные концы термопары при помощи соединительных проводов соединяют с измерительным прибором через колодку зажимов. Сумма сопротивления соединительных проводов и термопары должна быть меньше значения, указанного на шкале милливольтметра. Если это условие не выполняется, то для подгонки сопротивления пользуются добавочным резистором (подгоночной катушкой). Одна из особенностей работы с термоэлектрическими термометрами заключается в том, что с целью уменьшения погрешности измерений необходимо обеспечивать постоянство температуры свободных концов. Поскольку в зоне расположения головки температура может колебаться, то при помощи специальных компенсационных проводов, близких по характеристикам к термоэлектродам термопар, эти свободные концы стремятся удалить подальше от объекта, в зону постоянной температуры к вторичному прибору. Однако при значительной длине соединительной линии это не всегда удается. В этом случае компенсационные провода доводят до зоны постоянной температуры, а далее прокладывают медные соединительные провода. Для автоматической компенсации температуры в схемах применяют коробки типа КТ-54, представляющие собой неуравновешенный мост с питанием от источника постоянного тока. При отклонении температуры окружающей среды от 20 °С равновесие моста нарушается. Значение разности потенциалов в диагонали моста всегда равно изменению ЭДС термопары, но с противоположным знаком; таким образом компенсируется температурная погрешность измерения. При использовании коробки КТ-54 перед измерением при отключенном приборе при помощи корректора устанавливают стрелку на нуль. При подключении измерительных приборов следует соблюдать полярность. Полярность термоэлектродов указана на термопаре.
Для градуировок термоэлектрических термометров компенсационные коробки снабжены сменными добавочными резисторами, параметры которых указаны в техническом паспорте коробки. При длительной эксплуатации термоэлектрических термометров необходимо периодически проверять их по графикам и специальным градуировочным таблицам. Термоэлектрические термометры удобно применять для измерений высоких температур и в труднодоступных местах. Удобно пользоваться термопреобразователями, когда необходимо знать разность температур между какими-то двумя точками, в одну из которых помещают одну термопару, а в другую - вторую термопару. Термопары при этом включают встречно, и тогда измерительный прибор измеряет разность термо-ЭДС, которая и пропорциональна разности температур. Шкалу такого измерительного прибора можно отградуировать непосредственно в градусах.
Целесообразно применять термопары при измерении средней температуры нескольких точек. В этом случае точки спая термопар помещают в точки измерения, термопары включают параллельно между собой . Измерительный прибор в этом случае показывает среднее значение термо-ЭДС, которое, в свою очередь, пропорционально средней температуре нескольких точек.