Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат

.

Волков С.Д.

В практике теплофизического опыта часто появляется необходимость определять температуру поверхности железных частей экспериментальных устройств, по которым протекает электронный ток. Если использовать термопары, рабочий спай которых имеет конкретный контакт с токонесущей поверхностью, то выходной сигнал термопары в общем случае равен:

Ut=Et+DU где Et - термо-ЭДС Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат, развиваемая термопарой;

DU- паразитная составляющая, вызванная падением напряжения на рабочем спае термопары от тока, протекающего через экспериментальное устройство.

Величина DU определяется подводимым к экспериментальному устройству напряжением (а поточнее градиентом напряжения повдоль токонесущей поверхности) и площадью контакта рабочего спая термопары с токонесущей поверхностью.

Если рабочий спай термопары изолировать от токонесущей поверхности Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат, то составляющая DU отсутствует, но при всем этом появляется приметная инерционность термопары (в ряде всевозможных случаев недопустимая) . Не считая того, при установке термопар в недоступных местах изоляция их от токонесущей поверхности может стать проблематической. Внедрение термопар, сделанных из кабеля КТМС с изолированным спаем снимает делему с появлением DU, но Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат прокладка кабеля поблизости токонесущих поверхностей просит изоляции уже не рабочего спая, а всей оболочки термопары, что в ряде всевозможных случаев оказывается трудновыполнимым.

Для экспериментальной проверки способности внедрения термопар, рабочий спай которых имеет конкретный контакт с токонесущей поверхностью, был поставлен особый опыт, использующий экспериментальное устройство, показанное на Рис. 1.

Рис.1 Экспериментальное Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат устройство.

В качестве токонесущего элемента использовалась железная проволока поперечником 0,7 мм и длиной 650 мм ( общее сопротивление около 1,8 Ом ). Использовались ХК-термопары, поперечник термопарных проводов 0,2 мм. Рабочие спаи термопар приваривались точечной сваркой к проволоке ( в месте приварки за ранее немного "сплющенной" для наилучшего контакта ) на расстоянии 15 мм друг от друга. Термопары Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат ТП3 и ТП8 - контрольные, их рабочие спаи изолированы (у ТП3 - при помощи тефлоновой трубки поперечником 0,7 мм, у ТП8 - при помощи слюды). Напряжение (неизменного либо переменного тока), прикладываемое к концам нагревательной проволоки, и сигналы термопар поступают в компьютеризированную систему измерения.

При питаниии нагревательного элемента (проволоки) неизменным током для выявления величины DU проводились Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат переключения полярности подводимого к проволоке напряжения. При всем этом полярность падения напряжения DU по отношению к Et меняется. Если величина DU существенна, то при одной полярности выходной сигнал термопары (Ut=Et+DU) окажется больше, чем при другой (Ut=Et-DU).

Временные диаграммы процесса представлены на Рис.2.

Рис.2. Временные Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат диаграммы сигналов термопар при питании неизменным током.

Показаны сигналы более соответствующих термопар; там же показано переключаемое по знаку напряжение питания нагревательного элемента. Задачей описываемого опыта была оценка способности использования в экспериментальных исследовательских работах термопар, имеющих конкретный контакт с токонесущей поверхностью, потому не принимались особые меры по уменьшению Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат воздействия естественного остывания, не считая термоизоляции области установки термопар. Этим разъясняется разброс по абсолютной величине сигналов термопар.

На проволоку также подавалось напряжение переменного тока промышленной частоты (Рис.3).

Рис.3. Временные диаграммы сигналов термопар при питании переменным током.

По результатам опытов можно сделать последующие выводы:

1. Из временных диаграмм рисунков 2 и 3 видно, что у разных Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат термопар оказывается большое отличие в величине DU. Это разъясняется тем, что и формирование рабочего спая при изготовлении термопары и создание контакта (приварка, прижим) меж рабочим спаем термопары и токонесущей поверхностью происходит с элементами случайности, потому предсказать либо обеспечить данный итог нереально. В проведенных, обрисованных выше опытах Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат, воздействие падения напряжения на рабочем спае термопары проявилось у 3-х термопар из восьми.

2. В проведенных опытах экспериментально подтвердилось, что величина паразитной составляющей DU находится в зависимости от градиента напряжения повдоль токонесущей поверхности:

DU=К*gradU где К-коэффициент, личный для каждой из термопар, характеризующий степень воздействия градиента напряжения на величину паразитной составляющей Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат DU;

GradU- градиент напряжения токонесущей поверхности в месте установки термопары.

В наших опытах, снятых для разных gradU, этот коэффициент для термопар ТП6 и ТП10 приравнивался 0,14 мм и 0,065 мм соответственно. Заметим, что величина этого коэффициента оказалась существенно меньше поперечника рабочего спая привариваемых термопар, и даже меньше линейной длины Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат места приварки термопары к токонесущей поверхности. Для 5 термопар из восьми не проявилось (в границах чувствительности применяемой аппаратуры) воздействие падения напряжения на рабочем спае термопары, т.е. К≈0 (DU≈0).

3. При питании экспериментального устройства неизменным током внедрение термопар с конкретным контактом рабочего спая с токонесущей поверхностью допустимо, если на техническом уровне Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат может быть провести опыты со сменой полярности питающего напряжения для определения термопар, у каких существенна величина паразитной составляющей DU, т.е провести отбраковку термопар. Забракованные термопары следует поменять.

В неких применениях, к примеру, в случаях, когда термопары употребляются как сенсоры кризиса теплопотери и т.п., забракованные термопары можно использовать с внесением Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат соответственной поправки. Внесение поправки заключается в необходимости скомпенсировать расчетным образом паразитную составляющую DU. В первом приближении можно считать, что градиент напряжения повдоль экспериментального устройства постоянен и равен:

gradU=U/L где U-приложенное напряжение;

L - длина экспериментального устройства.

Во время проведения калибровочных опытов со сменой полярности Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат, для каждой из термопар просто найти личный коэффициент К (с учетом знака). Если в реальном опыте при определенной величине напряжения U зафиксирован сигнал от термопары Ut, то за настоящее значение сигнала термопары следует принять величину Et=Ut-K*(U/L). Таковой подход допустим при отсутствии требований прецизионности к измерению Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат температур.

4. Если через экспериментальное устройство пропускается переменный ток промышленной частоты 50 Гц, то и составляющая DU представляет напряжение переменного тока этой же частоты. Потому что термо-ЭДС - это обычно сигнал в полосе частот от нуля до единиц Гц, то включение в выходную цепь термопары фильтра НЧ (к примеру, низкочастотного усилителя неизменного тока Использование приваренных термопар на токонесущих поверхностях - реферат) позволяет минимизировать величину DU до применимого уровня.



ispolzovanie-proektnoj-tehnologii-v-praktike-doshkolnogo-obrazovaniya.html
ispolzovanie-programmnogo-produkta-excel.html
ispolzovanie-prostorechiya-i-dialekta.html