Главная » Мануалы

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 ... 18

Отклонения, °С; за время эксплуатации, ч

t, С

1000

2000

4000

6000

8000

10 000

<600

<800

<1000

И

<1200

<1400

<1б00

<1800

<2000

Влияние термической обработки на т. э. д. с.

Технологический процесс изготовления проволоки из сплавов BP предусматривает окончательную операцию-протяжной отжиг в атмосфере водорода. Обычно [10] он производится при 1500- 1600°С (20 с), что для последующей эксплуатации термопар явно недостаточно.

Уменьшения нестабильности термопар во время эксплуатации можно достигнуть, дополнительно отжигая термоэлектродную проволоку при максимально возможной температуре. Последняя выбирается с расчетом сохранения достаточной прочности и пластичности проволоки. В работах [325, 326] рекомендуется отжигать проволоку при 2000 °С 15 мин. Согласно данным [49, с. 1751-1766; 313] проволоку ВАРЗ желательно отжигать при ~2100°С 1 ч, а ВР25- при той же температуре в течение нескольких минут. Так как проволоку типа ВАР можно отжигать при более высоких температурах, то и стабильность термопары ВАР/ВР легче повысить, чем стабильность термопары типа BP.

Термоэлектрическая однородность термоэлектродных сплавов

Термоэлектрическая неоднородность проволоки одной бухты из вольфрамрениевых сплавов в состоянии поставки, как правило, не превосходит 50 мкВ (ВР5) или 30 мкВ (BP 10, ВР20) при 1500- 1600 °С [329, 330]. В качестве предельной величины в нормах на вольфрамрепиевую проволоку для термопар обычно принимают неоднородность в 50 мкВ.

Воспроизводимость т. э. д. с. в пределах одной партии нли в пределах разных партий намного хуже: т. э. д. с. может различаться соответственно на 200 и 420 мкВ [279] или, по другим данным, на 500 и 800 мкВ [329, 330], см. также [299, 302].

Физические и механические свойства термоэлектродных сплавов

в табл. 6.13 представлены значения некоторых свойств вольфрамрениевых сплавов при высоких температурах.

от 05 о

со <n -

c-q о

о 05 о)

ю ю ю со со со

00 00 оо 05

о 05 05 [-. т^ со

со о ооо)

со со со со со со

ооо

ю со со-3 со

со о

о 05 оо

<n са <n со со со

ооо

- со ю

о - со ю ю ю

о

о о

са <n <n

ооо

05 05

со f~.

со оо <n юсо'со

ю ю о

о оо

с5 с5с5 о о о

00 со со ю со

оо Ю 05 ThCO <n

05 о <n

ю ю

Ю

ююю

cs cs cs

са со 1пю со

со са со

со (>)

са са са са са са

со - о ю ю

со са са

05 05

05 05 05

о о о

о 1л

оо оо о -*< ю

о оо о оо со

ю ю ю о* о о

о о

о о

о о

ю - са

о о

юса mcQCQ

с о

cj cj о s

2 £

о cj о

о G D,

О S G

D, <U О

h h cj

5 s IJ. m a,

S в g 1 S

(U S

acq qj д

О p о с a,

1 I с

cj h h в tr

И S

cj m 3 I &0 ли

О Ш

a- .0 s h a. c->

Is 8

g ч о



Электрод термопары

Сплавы для удлиняющих проводов

Характеристика проводов

ВР5(ВАР5) ВР20

ВР5(ВАР5) ВР20

ВРЮ ВР20

ВРЮ ВР20

Медь марки Ml (по ГОСТ 859-66)

Сплав марки МН2,4 Си+(2,2-2,6)Ni

Сплав марки МН12 Си+(10-13)Ni Сплав марки МН28 Си+(24-28)Ni

Медь марки Ml (по ГОСТ 859-66)

Сплав марки МН1,2 Си+(1,0-1,5)М1

Сплав марки МНИ Си+(13-17)№ Силав марки МН26 Си+(22-26)Ni

Суммарная компенсация в диапазоне О-100°С с погрешностью ±0,03 мВ Проволока для проводов изготавливается по техническим условиям

Суммарная компенсация в диапазоне О-500°С с погрешностью ±0,06 (до 200 °С), 0,09 (300 °С), 0,12 (400 °С) и 0,15 (500 °С) мВ [44, с. 78-81]

Суммарная компенсация в диапазоне О-100°С с погрешностью ±0,02 мВ. Проволока для проводов изготавливается по техническим условиям

Суммарная компенсация в диапазоне О-500°С с погрешностью ±0,02; 0,04; 0,06; 0,08 и 0,10 мВ при температурах 100, 200, 300, 400 и 500 °С соответственна

Удлиняющие провода к термопаре (табл. 6.14)

Об удлиняющих проводах к термопарам ВР5/20 и ВР10/20 см. [41, с. 134-140; 44, с. 78-81; 331].

Поправки на температуру свободных концов /си

Термопара вр5/20 (вар5-вр20)

to и. °С . . . 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Поправка, мВ . 0,12 0,25 0,38 0,51 0,64 0,77 0,91 1,05 1,19

Термопара вр10/20

tcK С . 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Поправка, мВ . 0,09 0,19 0,29 0,39 0,49 0,59 0,70 0,80 0,90

Примечание. Поправку иеоб.ходимо вычесть из наблюдаемого значения т. э. д. с.

Рекомендации по изоляции и защите

Для изоляции термоэлектродов употребляют керамику из ВеО, Hf02, ThOj и Y2O3. Показано, что окисью бериллия можно пользоваться вплоть до температуры ее плавления (~2570°С [246]) и она

является наиболее употребительным изолятором. Необходимо использовать ВеО чистотой не менее 99,9 %. Температуры ниже 1600°С измеряются термопарами, изолированными AI2O3, чистотой 99,5 % нли MgO. Керамика должна быть прокалена для удаления органических и неорганических примесей. Известен положительный опыт использования покрытия нитридом алюминия [281]. Вопрос об нснользованип изоляции из BN не penien окончательно [49, с. 1697-1734 и 1735-1746]. Величина погрешиосте термопары, вызываемой проводимостью изоляции, должна учитываться в каждом конкретно.м случае. При очень высоких температурах следует пользоваться неизолированными термопарами. Для защиты употребляют главным образом металлические чехлы из Nb, Та, Мо и сплавов Мо-Re, W-Re с покрытиями, если идет речь о термопаре для окислительных сред. Лучшие результаты дает Мо и сплавы Мо-Re и \V-Re.

Кратковременная эксплуатация термопар BP на воздухе (30- 40 ч при 2000-2400 °С) возможна после покрытия электродов иридием [335].

ТЕРМОПАРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

7.1. ТЕРМОПАРЫ МЕДЬ-КОПЕЛЬ МК,

МЕДЬ-КОНСТАНТАН МКн,

ЖЕЛЕЗО-КОНСТАНТАН ЖКн,

ХРОМЕЛЬ-КОПЕЛЬ ХК,

ХРОМЕЛЬ-КОНСТАНТАН ХКн

И ХРОМЕЛЬ-АЛЮМЕЛЬ ХА

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР 20-300 К

Основные свойства и назначение

Термопары МК, МКн, ЖКн, ХКи и ХА предназначены измерять наряду с высокими также и низкие температуры вплоть до 70 и даже (ХК к ХКн) до 20 К. Термопары имеют чувствительность 15- 25 мкВ/К при 70 К, а некоторые (ХК и ХКи) 8-9 мкВ/К при 20 К и отличаются хорошей стабильностью. Применяются в холодильной и криогенной технике, а также в разнообразных научных исследованиях прн низких температурах. Термопары ХА и ЖКн используются главным образом в тех случаях, когда одним н тем же прибором необходимо измерять как высокие, так и низкие (до 70 К) температуры.

Несмотря на то что термопары ХК и ХКн обладают высокой чувствительностью вплоть до температуры кипения жидкого водорода, они ие нашли пока широкого применения и используются в основном так же, как и термопары ХА и ЖКи. Несомненно, они заслуживают быть наиболее употребительными термопарами для измерения температуры вплоть до температур водородного холода. В отечественной практике для измерения низких температур до



2 от S f

<5J

to от

to to

о

О

CO S, CD

- .- ОТ CD -

CO Cn CD

CD CD

CT> 00

.-. CM CO СЛ

OT от

5 <

I I X X

i 51

a a a

о

§3

<n

са CO S, Ю са

юоототсаотслО'-CD - О)

-4 CD 00 CD oo О) - Ю СЛ -

cd Ю t--. СЛ oo ю ca CO Ю Ю ca

Ч

-- о

OOCDOOtintCOOO - СЛГ^ H

г^счосаюсао11лслса к юю1--. с;>ос>1Лссасо*1Л'*са g . о

incDcatcOTfco-.ocacos d

cooooocacD - coco-< о юо a;

lO-CDOOtlOOtNCOlOtN 3

tocacDOT-ttcacDOTiO:; я

00 - от CD CO - 0O 0 oo ь

Tf Tf CD t-- cd Tf о са са - g

о

- cacouO-TfOOOtcO*! (<5

COOTCO - -СООТ1ЛСП1ЛЮУ^

Tf со Ю CD cd Tf o - ca со CO - S

n s

-- о <j

(Mooco**mtcacovn~ca f-.cocDb.SincotDcacoocogp

сосо-ююсоо--cacoco -

, -2 л

------ 3 2

г^оослсоосасотююю! 5й огг^г^сослсосооо о§3

cocacocaOi-i-cacaTO

---- о К

г^юотсл - TfOOcacoOTt-.-- я & со-коосососасао

са са са со со са о - - са - о -.

carcDOuocaocnoocat-* со-*спюсм1Лсчсоспгса1Л

,- са са - о о о - - о н^-

cocDOtmoo - юосмюг ~Э

ей К о са 00 ю f- CD со, g

о о - - - о о о о о о о д f

S

Ф о

-200°С пользуются термопарами МК, МКн*, ХА и ХК по ГОСТ 14894-69 и ГОСТ 22666-77, хотя градуировка двух последних термопар ио ГОСТ 3044-77 стандартизирована только до -50°С. Термоэлектрическая градуировка термопары МК по ГОСТ 22666-77 охватывает диапазон температур от О до -200 °С. Т. э. д. с. всех шести низкотемпературных термопар регламентируется стандартом СТ СЭВ 1059-78. В стандарт МЭК 584-1.1977 включены градуировочные характеристики термопар МКн, ЖКн, ХКн и ХА. Ниже приведены сведения о термопарах МК и ХК по СТ СЭВ 1059-78 и о термопарах МКн, ХА, ЖКн и ХКн по стандартам СТ СЭВ 1059- 78 и МЭК 584-1.1977.

Материал термоэлектродов (термоэлектродные сплавы)

Общая характеристика. См. гл. 4. Химический состав константана в термопарах МКн, ХКн и ЖКн по стандартам СТ СЭВ 1059-78 и МЭК 584-1.1977 не идентичен, поэтому константановые электроды не взаимозаменяемы.

Т. э. д. с. термопары и термоэлектродов

Интегральная т. э. д. с. Ниже приведены значения интегральной т. э. д. с. термопар и термоэлектродов относительно двух эталонов сравнения: платины (табл. 7.1) и сплава Ag-f 28 % (ат.) Au (табл. 7.2) по ГОСТ 14894-69, ГОСТ 22666-77 и данным [23, 24].

Дифференциальная т. э. д. с. термопар и термоэлектродов относительно платины (табл. 7.3).

ТАБЛИЦА 7.2

к

Т. 9. Д. е., мкВ

МКн

ХКн

М-AgAujs

AgAUjs-Кн

X-AgAuj,

AgAUj,-А ,

И

1191

1471

1128

1774

1042

2255

3600

2234

2027

1573

3683

5870

3767

3350

2520

1247

5386

8509

5562

4929

3580

1982

273

6253

9828

6453

5731

4097

2356

Примечания: 1. Температура свободных концов О К. 2. Термоэлектроды М и X положительны относительно электрода AgAu2!, термоэлектроды Кн и А отрицательны.

* Термопары МКн, изготавливаемые из нестандартного в термоэлектрическом отношении резистивного константана марки МНМц 40-1,5 используют обычно в лабораторных условиях.



to о

таблица y.j

Дифференциальная т. э. д. с, мкВ/°С

t. с

МКн

ЖКн

ХКН

Pt-M

Pt-ж

Pt-X

K-Pt

Кн-Pt

42,6

38,74

50,37

(62,9)

58,70

39,48

5,88

17,51

25,84

(36,7)

32,86

13,64

- 20

40,6

36,89

49,05

(60,3)

56,39

38,21

5,08

17,23

24,58

(35,5)

31,81

13,63

- 40

38,4

34,91

47,49

(57,8)

53,89

36,67

4,23

16,81

23,21

(34,2)

30,68

13,46

- 60

36,1

32,84

45,67

(54,9)

51,21

34,87

3,29

16,12

21,66

(32,8)

29,55

13,21

- 80

33,8

30,66

43,55

(51,7)

48,31

32,81

2,27

15,16

19,92

(31,5)

28,39

12,89

-100

31,2

28,39

41,09

(48,4)

45,18

30,49

1,21

13,91

17,99

(30,0)

27,18

12,50

-120

28,7

26,03

38,24

(44,9)

41,80

27,93

0,06

12,27

15,83

(28,6)

25,97

12,10

-140

25,8

23,57

34,96

(40,8)

38,16

25,12

-1,18

10,21

13,41

(27,4)

24,75

11,71

-160

23,0

21,06

31,18

(36,5)

34,22

22,08

-2,40

7,72

10,76

(25,7)

23,46

11,32

-180

20,0

18,46

. 26,84

(31,6)

29,90

18,80

-3,54

4,84

7,90

(23,7)

22,00

10,90

-200

16,9

15,75

21,87

(26,7)

25,13

15,26

-4,38

1,75

5,01

(21,7)

20,12

10,26

-220

(13,6)

12,72

(20,6)

19,66

11,38

-4,34

2,60

(18,0)

17,06

8,78

-240

(9,5)

8,73

(14,0)

13,20

7,10

-3,18

1,29

(12,7)

11,91

5,81

-260

(4,8)

3,92

(6,8)

5,92

2,66

-1,10

0,91

(5,8)

5,01

1,75

-270

(1.9)

1,02

(2,4)

1,55

0,74

0,32

0,85

(1.6)

0,70

-0,11

П р и м е ч а ни е. Цифры в скобках - ориентировочные значения.

р та блица 7.4

с

о

т. э. д. с, мВ

-250

-6,800

-6,808

-6,817

-6,825

-6,833

-240

-6,704

-6,715

-6,725

-6,735

-6,745

-6,754

-6,764

-6,773

-6,782

-6,791

- 230

-6,592

-6,604

-6,616

-6,627

-5,639

-6,650

-6,661

-6,672

-6,683

-6,694

-220

-6,453

-6,477

-6.490

-6,503

-6,516

-6,529

-6,542

-6,555

-6,568

-6,580

-210

-6.318

-6,333

-6,348

-6,363

-6,378

-6,392

-6,407

-6,421

-6,435

-6,449

-200

-6,154

-6,173

-6,190

-6,206

-6,223

-6,239

-6,255

-6,271

-6,287

-6,302

-190

-5,975

-5,993

-6,012

-6,030

-6,048

-6,066

-6,084

-6,102

-6,119

-6,136

-180

-5,781

-5,801

-5,821

-5,841

-5,860

-5,880

-5,899

-5,918

-5,937

-5,956

-170

-5.572

-5,594

-5,615

-5,636

-5,657

-5,678

-5,699

-5,720

-5,740

-5,761

-160

-5,349

-5,372

-5,394

-5.417

-5,440

-5,462

-5.484

-5,507

-5,529

-5,550

-150

-5,111

-5,135

-5,159

-5.184

-5,208

-5,231

-5,255

-5,279

-5,302

- 5,325

-140

-4,859

-4,885

-4,910

-4.936

-4,961

-4,986

-5,012

-5,037

-5,061

-5.086

-130

-4,593

-4,620

-4,647

-4,674

-4,701

-4,728

-4,754

-4,780

-4,807

~4,833

-120

-4,313

-4,342

-4,370

-4,399

-4,427

-4,455

-4,483

-4,510

-4.538

-4,566

-4,021

-4,051

-4,080

-4,110

-4,139

-4,169

-4,198

-4,227

-4,256

-4,285

-100

-3,715

-3,746

-3,777

-3,808

-3,839

-3,869

-3,900

-3,930

-3,961

-3,991

-3,396

-3,429

-3,461

-3,493

-3,525

-3,557

-3,589

-3,621

-3,652

-3,684

-3.065

-3,099

-3,133

-3,166

-3,199

-3,232

-3,266

-3,298

-3,331

-3,364

-2,722

-2,757

-2,792

-2,826

-2,861

-2,895

-2,930

-2,964

-2,998

-3,032

-2,367

-2,403

-2,439

-2,475

-2,610

-2,546

-2,582

-2,617

-2,652

-2,687

-2,000

-2,037

-2,074

-2,111

-2,148

-2,185

-2,222

-2,258

-2,295

-2,331

-1,622

-1,660

-1,698

-1,736

-1,774

-1,812

-1,850

-1,888

-1,926

-1,963

-1,232

-1,272

-1,311

-1,350

-1,389

-1,428

-1,467

-1,506

-1,545

-1,583

-0,832

-0,873

-0,913

-0,953

-0,993

-1,034

-1,074

-1,113

-1,153

-1,193 -0,791

-0.421

-0,463

-0,504

-0,546

-0,587

-0,628

-0,669

-0,710

-0,751

0,000

-0,043

-0,085

-0,127

-0,170

-0,212

-0,254

-0,296

-0,338

-0,380

Примечания: 1. Температура - в градусах МПТШ-68. 2. Температура свободных концов 0°С.

о 3. По СТ СЭВ 1059-78 и ГОСТ 22666-77 значения т. э. д. с. W

нормированы от О до -200 С (отделены жирной лииней).



е- таблица 7.5

°с

-270 -260 -260 -240 -230 -220 -210

-200

-190 -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 О

Т. 3. д. с, мВ

-6,258 -6,232 -6,181 -6,105 -6,007 -5,889 -5,753

-5,603

-5,439 -5,261 -5,069 -4,865 -4,648 -4,419 -4,177 -3,923 -3,656 -3,378 -3,089 -2,788 -2,475 -2,152 -1,819 -1,475 -1,121 -0,757 -,383 -0,000

-6,236 -6,187 -6,114 -6,018 -5,901 -5,767

-6,619

-5,456 -5,279 -5,089 -4,886 -4,870 -4,442 -4,202 -3,949 -3,684 -3,407 -3,118 -2,818 -2,507 -2,185 -1,833 -1,510 -1,157 -0,794 -0,421 -0,039

-5,239 -6,193 -6,122 -6,028 -5,914 -5.782

-5,634

-6,242 -6,198 -6,130 -6.039 -5,926 -5,795

-5,650

-5,245 -6,204 -6.138 -6,049 -5,938 -5,809

-5,665

-5,248 -6,209 -6,146 -6,059 -5,950 -5,823

-5,680

-5,473 -5,297 -5,109 -4,907 -4,693 -4,466 -4,226 -3,974 -3,711 -3,435 -3,147 -2,849 -2,539 -2,218 -1,886 -1,544 -1,192 -0,830 -0,458 -0,077

-5.489 -5,315 -5,128 -4,928 -4,715 -4,489 -4,251 -4,000 -3,737 -3,463 -3,177 -2,879 -2,670 -2,250 -1,920 -1,579 -1,228 -0,867 -0,496 -0,116

-5,506 -5,333 -5,147 -4,948 -4,737 -4,612 -4,275 -4,026 -3,764 -3,491 -3,206 -2,909 -2,602 -2,283 -1,953 -1,614 -1,263 -0,903 -0,534 -0,164

-5,522 -5,351 -5,167 -4,969 -4,758 -4,636 -4,299 -4,051 -3,791 -3,519 -3,235 -2,939 -2,633 -2,315 -1,987 -1,648 -1.299 -0,940 -0,571 -0,193

-6,251 -6,214 -5,153 -6,068 -6.962 -5,836

-6,695

-6,253 -6,219 -6,160 -6,078 -5,973 -5,850

-5,710

-5,265 -6,224 -6,167 -6,087 -5,985 -5,863

-5,724

-5,639 -5,369 -5,186 -4,989 -4,780 -4,658 -4,323 -4,077 -3,818 -3,547 -3,264 -2,970 -2,664 -2,348 -2,020 -1,682 -1,334 -0,976 -J0,60e -0,231

-6,656 -6,387 -5,205 -5,010 -4,801 -4,581 -4,347 -4,102 -3,844 -3,574 -3,293 -2,999 -2,695 -2,380 -2,053 -1,717 -1,370 -1,013 -0,646 -0,269

-5,571 -5,404 -6,223 -5,030 -4,823 -4,603 -4,371 -4.127 -3,870 -3,602 -3,321 -3,029 -2,726 -2,412 -2,087 -1,751 -1,405 -1,049 -0,683 ~0,307

-6,256 -6,228 -6,174 -6,096 -5,996 -5,876

-5,739

-6,587 -5,421 -5,242 -5,060 -4,844 -4,626 -4,396 -4,162 -3,897 -3,629 -3,350 -3,069 -2,767 -2,444 -2,120 -1,785 -1,440 -1,086 -0,720 -0,346

Примечания: 1. Температура - в градусах МПТШ-68.

2. Температура свободных концов О °С. ,

3. Значения т.э.д.с. по СТ СЭВ 1069 -78 нормированы прн температурах до-200°С (отделены жирной линией).

С

-210 -200 -190 -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 -ПО -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -О

Т. э. д. с, мВ

-8.096 -7,890 -7,659 -7,402 -7,122 -6,821 -6,499 -6,159 -5,801 -5,426 -5,036 -4,632 -4,215 -3,785 -3,344 -2,892 -2,431 -1,960 -1,481 -0,995 -0,501 -0,000

-7,912

-7,934

-7,955

-7,976

-7,996

-8,017

-7,683

-7,707

-7,731

-7.755

-7.778

-7.801

-7,429

-7,455

-7,482

-7,508

-7,533

-7,559

-7,151

-7,180

-7,209

-7.237

-7,265

-7,293

-6,852

-6,883

-6,914

-6,944

-6,974

-7,004

-6,532

-6,565

-6.598

-6,630

-6,663

-6,695

-6,194

-6,228

-6,263

-6,297

-6,331

-6,365

-5,837

-5,874

-5.910

-5,946

-5,982

-6,018

-5,464

-5,502

-5,540

-5,578

-5,615

-5,653

-5,076

-5,115

-5,155

-5,194

-5,233

-5,272

-4,673

-4,714

-4,755

-4,795

-4,836

-4,876

-4,257

-4,299

-4,341

4,383

-4,425

-4,467

-3,829

-3,872

-3,915

-3,958

-4,001

-4,044

-3,389

-3,433

-3,478

-3,522

-3,566

-3,610

-2,938

-2,984

-3.029

-3,074

-3,120

-3,165

-2,478

-2,524

-2,570

-2,617

-2,663

-2,709

-2,008

-2.055

-2,102

-2,150

-2,197

-2,244

-1,530

-1,578

-1,626

-1,674

-1.722

-1,770

-1,044

-1.093

-1,141

-1,190

-1,239

-1,288

-0,550

-0,600

-0,650

-0,699

-0,748

-0,798

-0,050

-0,101

-0,151

-0,201

-0,251

-0,301

-8,037 -7.824 -7,584 -7,321 -7,034 -6,727 -6,399 -6,053 -5,690 -5,311 -4,916 -4,508 -4.087 -3,654 -3,210 -2,755 -2,291 -1,818 -1,336 -0,847 -0,351

-8,057 -7,846 -7,609 -7,348 -7,064 -6,758 -6,433 -6,089 -5,727 -5,349 -4,956 -4,550 -4,130 -3,698 -3,255 -2,801 -2,338 -1,865 -1,385 -0,896 -0,401

-8,076 -7,868 -7,634 -7,375 -7,093 -6,790 -6,466 -6,124 -5,764 -5,388 -4,996 -4,591

-4,172

-3,742 -3,299 -2,847 -2,384 -1,913 -1,433 -0,945 -0,451

Примечания:!. Температура - в градусах МПТШ-68. со 2. Температура свободных концов О С.



С

-50 -40 -30 -20 -10 0

-3,110 -2,500 -1,890 -1,270 -0,640 -0,000

Т

-2,561 -1,951 -1,332 -0,703 -0,064

э. д. с, мВ

-2,622 -2,012 -1,394 -0,766 -0,128

-2,683 -2,073 -1,456 -0,829 -0,192

-2,744 -2,134 -1,518 -0,892 -0,256

Продолжена*

с

Г

. э. д. с, мВ

-50 -40 -30 -20 -10 О

-2,805 -2,195 -1,580 -0,955 -0,320

-2,866 -2,256 -1,642 -1,018 -0,384

-2,927 -2,317 -1,704 -1,081 -0,448

-2,988 -2,378 -1,766 -1,144 -0,512

-3,049 -2,439 -1,828 -1,207 -0,576

Примечания: 1. Температура - в градусах МПТШ-68.

2. Температура свободных концов О С.

3. В СТ СЭВ 1059-78 значения т. э. д. с. определены до сотых долей милливольт.

Градуировочные таблицы и точность термопар

Градуировочная таблица термопары МК по СТ СЭВ 1079-78 и ГОСТ 22666-77 (табл. 7.4).

Г радуировочная таблица термопары МКн по стандартам СТ СЭВ 1079-78 и МЭК 584-1.1977 (табл. 7.5).

Градуировочная таблица термопары ЖКн по стандартам СТ СЭВ 1059-78 и МЭК 584-1.1977 (табл. 7.6).

Градуировочная таблица термопары ХК по ГОСТ 3044-77 и СТ СЭВ 1059-78 (табл. 7.7).

Г радуировочная таблица термопары ХКн по стандартам СТ СЭВ 1059-78 и МЭК 584-1.1977 (табл. 7.8).

Градуировочная таблица термопары ХА по ГОСТ 3044-77 и стандартам СТ СЭВ 1059-78 и МЭК 584-1.1977 (табл. 7.9). Аппроксимирующий полином. Зависимости т.э.д.с. Е, мкВ, от [пературы t, °С, в диапазоне от О до -270 С могут быть выра-

температуры

жены полиномом вида: £= S Otf*, где ai - коэффициенты, значе-196

! g i й §

g i i § s i f f f t

с5 S S с5 m 5 об г- (О 1Л о

Oi fy> о> (у^ о}

1 1 1 1 1 1 1

S g 2 § S g

b~ in co Ю a

11 i i i f

00 00 со

<N 00 со о - 2;

00 с-- со ю

О) О) 0> СГ) о> СТ> 0)

00 CO CO 00 C7> Tf N.. 00 CO <N CO Tf - 00 lO -

f i i i i i

о О) со со сч t-- 00 О) t--

00 f- со ю со -

01 Oi 0:i 0:i су <

1 1 I 1 1 1 1

<N Oi <M CO CO c< <N Tf 1Л CO 0 CO t-. Tf -. 00 -

11 i i i 1

О) О) с

D Tf 00 <N t-.

g s Й ь

> СГЗ CD Cr> CO

CT S ?1 о s s

CO 00 -ч о оо оо- со .с .с

£Г S S 2 g S 1

00 t-- со ю со - <

fffftf i

о> - о t-- gJ со

CD СТ СТ> со <N lO со со о t-- Tf о

оо со со

со со <N со О) о; -4 г) о со <N о> 00 к с2> lO со со

О) о> о> СТ! СП О) со

1 1 1 1 1 1 1

5! S S й S

со со о t-- со о

00* 00 00 t-- t-- t--

1 1 1 1 1 1

g 5о Й S 2 1

00 со со со <л <л <л <т) cti Oi со

МММ 1

2 ?3 55 8? S S

со со о со со o> оо со со C со

i S й S Й S

об СО <N 0 00

с > сг> с|> с|> о> сл со

00 ео ю ш 10 m

S то S со с5 s>

ОС) ОС) со

1 1 1 1 1 1

й 2 S 13 g: S

00 со

0> ст) 0> (ti

М М М 1

4f 1-. CO CO o>

<N CO CO CO о

00 lO СП CO o>

f f 1 i i i 1



С

-130

-6,516

-6,556

-6,596

-6,635

-6.675

-6,714

-6,753

-6,792

-6.830

-6,869

-120

-6,107

-6,149

-6,190

-6,231

-6.273

-6,314

-6,354

-6,395

-6.436

-6,476

-110

-5,680

-5,724

-5,767

-5,810

-5,853

-5,896

-5,938

-5,981

-6.023

-6,065

-100

-5,237

-5,282

-5,327

-5,371

-5,416

-5,460

-5,505

-5,549

-5,593

-5,637

-4,777

-4,824

-4,870

-4,916

-4,963

-5.009

-5,055

-5,100

-5.146

-5,191

-4,301

-4,350

-4,398

-4,446

-4,493

-,541

-4,588

-4.636

-4,683

-4,730

-3,811

-3,860

-3,910

-3,959

-4,009

-4.058

4,107

-4,156

-4.204

-4,253

-3,306

-3,357

-3,408

-3,459

-3,509

-3,560

-3,610

-3,661

-3,711

-3.761

-2,787

-2,839

-2,892

-2,944

-2,996

-3,048

-3,100

-3,152

-3,203

-3,254

-2,254

-2,308

-2,362

-2,416

-2,469

-2,522

-2.575

-2.628

-2,681

-2.734

-1,709

-1,764

-1,819

-1.874

-1,929

-1.983

-2.038

-2,092

-2,146

-2,200

- 1,151

-1,208

-1,264

-1,320

-1,376

-1,432

-1.487

-1,543

-1,599

-1.654

-0,581

-0,639

-0,696

-0,754

-0,811

-0.868

-0.925

-0,982

-1.038

-1,095

-0,000

-0,059

-0,117

-0.176

-0,234

-0.292

-0,350

-0,408

-0,466

-0,524

Примечания: 1. Температура - в градусах МПТШ-68.

2. Температура свободных концов 0°С.

3. Значения т. э. д. с. по стандарту СТ СЭВ 1059-78 нормированы при температурах от О до -200 °с (отделены жирной лн-

нией).

таблица 7.9

д. с, мВ

-270

-6,458

-260

-6,441

-6.444

-6,466

-6.448

-6.450

-6,452

-6,453

-6.455

-6.456

-6,457

-250

-6,404

-6,408

-6,413

-6.417

-6.421

-6,425

-6.429

-6,432

-6,435

-6,438

-240

-6.344

-6,351

-6.358

-6,364

-6,371

-6,377

-6,382

-6,388

-6,394

-6,399

-230

-6,262

-6,271

-6,280

-6.289

-6,297

-6,306

-6,314

-6.322

-6,329

-6,337

-220

-6,158

-6,170

-6,181

-6.192

-6,202

-6,213

-6,223

-6.233

-6,243

-6,253

-210

-6,035

-6,048

-6,061

-6,074

-6,087

-6,099

-6.111

-6,123

-6,135

-6,147

-200

-5.891

-5,907

-5,922

-5,936

-5,951

-5,965

-5.980

-5,994

-6,007

-6,021

-190

-5,730

-5.747

-5,763

-5,780

-5,796

-5,813

-5,829

-5,845

-5,860

-5,876

-180

-5,550

-5,569

-5,587

-5,606

-5.624

-5,642

-5,660

-5,678

-5,695

-5,712

-170

-5,354

-5.374

-5.394

-5,414

-5,434

-5.454

-5,474

-5,493

-5.512

-5.531

-160

-5.141

-5,163

-5.185

-5,207

-5,228

-5.249

-5,271

-5,292

-5,313

-5,333

-150

-4.912

-4,936

-4.959

-4,983

-5,006

-5,029

-5.051

-5.074

-5.097

-5.119

-140

-4.669

-4,694

-4.719

-4,743

-4,768

-4,792

-4.817

-4,841

-4,865

-4,889

-130

-4.410

-4,437

-4,463

-4.489

-4,515

-4,541

-4.567

-4,593

-4.618

-4.644



о

продолжена*

с

-120

-4,138

-4,166

-4,193

-4,221

-,248

-4,276

-4,303

-4,330

-4,357

-4,384

-3,852

-3,881

-3,910

J-3,939

-3,968

-3,997

-4,025

-4,053

-1,082

-4,110

-100

-3,553

-3,584

-3,614

-3,644

-3,674

-3,704

-3,734

-3,764

-3,793

-3,823

-3,242

-3,274

-3,305

-3.337

-3,368

-3,399

-3,430

-3,461

-3,492

-3,523

-2,920

!-2,953J

-2,985

;-3,018

-3.050

-3,082

-3,115

-3,147

-3.179

-3,211

-2,586

2-2,620

-2,654

-2,687*

-2,721

-2,754

-2,788

-2,821

-2,854

-2,887

-2,243

-2,277

-2,312

1-2,347

-2,381

-2,416

-2,450

-2,484

-2,518

-2,552

-1,889

-1,925

:-1,9б1

j-1,996

-2,032

-2,067

-2,102

-2,137

-2,173

-2,208

- 1,527

-1,563

- 1,600

-1,636

-1,673

-1,709

-1,745

-1,781

-1,817

-1,853

- 1,156

-1,193

-1,231

-1,268

-1,305

-1,342

-1,379

-1,416

-1,453

-1,490

-0,777

-0.816

-0,854

-0,892

-0.930

-0,968

-1,005

-1,043

-1,081

-1,118

-0,392

-0,431

-0,469

-0,508

-0,547

-0,585

-0,624

-0,662

-0,701

-0,739

-0,000

-0,039

-0,079

-0,118

-0,157

-0,197

-0,236

-0,275

-0,314

-0,353

Пришечання: I. Температура - в градусах МПТШ-68.

2. Температура свободных концов 0°С.

3. Значения т. э. д. с. по ГОСТ 3044-77 нормированы при температурах от О до -60 С (отделены жирной линяеВ). значения Г. . д. с. по стандарту СТ СЭВ 1059-78 - от О до -200С (отделены жирной пунктирной линией).

ТАБЛИЦА 7.10

коэффициент

Термопара

МКн

ХКн

ЖКн

3,8740773840-10

3,9475433139-10

5,8695857799-10

4,4123932482.10-2

2,7465251138-10-a

5,1667517705-10-a

1,1405238498-10-*

- 1,6565406716-10-*

-4.4652683347.10-*

1,9974406568-10-6

-1,5190912392-10-

-1,7346270905-10-

9,0445401187-10-

-2,4581670924-10-8

-4,8719368427-10-

2,2766018504-10-8

-2,4757917816-10-

-8,8896550447-10-

3,6247409380-10-

-1,5585276173-10-и

-1,0930767375-10-

3,8648924201-10-12

-5,9729921255-10-

-9,1784535039-10- a

2,8298678519-10-1*

-1,2688801216-10-1

-5,2575158521-10- *

1,4281383349-10-

-1,1382797374 .lO-a

-2,0169601996-10-

4,8833254364-10-

4,9502138782-10-2

1,0803474683-10- i

-7,0177980633-10-23

1,3949291026-10- *

-4,3671808488-10-2

7,9795893156-10-

5,0372753027-

3.0425491284--8,5669750464-

1,3348825735--1,7022405966-

1,9416091001--9.6391844859-

10-a

10-b

10-

10- a

10-1



ния которых приведены в табл. 7.10. При пользовании указанными полиномами (СТ СЭВ 1059-78) погрешность не превышает 0,1 мкВ. Зависимость т. э. д. с. от температуры может быть аппроксимирована с меньшей, но вполне достаточной для большинства практических работ точностью полиномами 2-, 3- и 4-й степени, см. [23].

Допускаемые отклонения т. э. д. с. По стандарту СТ СЭВ 1059-78 допускаемые отклонения т. э. д. с. термопар от значений, указанных в градуировочиых таблицах, АЕ, мВ, должны определяться по уравнению

AE=±[a + b(t - c)]

dE ,

где - температура; а, b я с - коэффициенты, имеющие следующие значения (табл. 7.11).

В табл. 7.12 приведены допускаемые отклонения т.э.д.с. термопар МК, МКн, ЖКн, ХК, ХКн и ХА по СТ СЭВ 1059-78.

Точность термопары. По общесоюзной поверочной схеме для средств измерений температуры в диапазоне от 13,81 до 273,15 К (ГОСТ 8.082-73) предел допускаемой абсолютной погрешности образцовых термопар МКн (и термопар МКн повышенной точности) составляет 0,1 К. Такой же точности или несколько меньшей (0,2-

ТАБЛИЦА 7.11

Тер мопара

Диапазон температур

а C-

6.№

-200-гО С

-1.1

МКн

-200-г~100°С

-100

ЖКн

-100-ь0°С

- 50-ьО °С

ХКн

-100-=-0°С

-200-?--100°С

- 10

- 100

-100-=-0°С

ТАБЛИЦА

7.J2

Термопара

i, С

АБ, ±мВ

Термопара

t, °с

ДЕ, ±мВ

-100 -200

0,056 0,044 0,026

1,3 1,4 1,5

0,160

0,152

2,5 2,5

МКн

-100 -200

0,116 0,085 0,078

3 3 5

ХКн

- 100

0,181 0,235

ЖКн

-100 -200

0,150 0,123 0,110

3 5 5

-100

-200

0,158 0,143 0,122 0.076

4 4 4 5

0,3 К) можно достичь и рабочими (техническими) термопарами МК, МКи, ХК, ХКн, ХА и ЖКн [И, 18, 29, 337].

При разработке [24] градуировочиых таблиц термопар МКн, ХА и ХКн (см. табл. 7.4-7.9) полная погрешность колебалась в пределах 0,01-0,04 К; эти цифры следует считать, по-видимому, максимально достижимой точностью.

Рекомендуемые рабочие атмосферы и интервал рабочих температур. Срок службы (технический ресурс)

Все термопары могут быть использованы для измерения температуры в окислительных, восстановительных или инертных атмосферах, в вакууме, а также в жидких азоте, кислороде и водороде. Предосторожности требует только термопара ЖКн из-за склонности железа к ржавлению и охрупчиванию; во влажной атмосфере преимущество более коррозионностойкнх термопар МК, МКн и особенно ХК и ХКн несомненно. Минимальная температура, которую можно измерить, определяется в основном чувствительностью термопар. До появления термопар с электродами из малолегированных сплавов золота и меди с ферромагнитными металлами (см. раздел 7.2) термопары МКн и ЖКн применяли не только для измерения температур от 300 до 70 К, но и для более низких, вплоть до 11-14 К [338-340]. При наличии широкого ассортимента низкотемпературных термопар, имеющегося в настоящее время, можно рекомендовать пользоваться термопарами ЖКн, ХА, МК и МКн до 70 К, а термопарами ХК и ХКн до 20 К, см., например, [34], причем первыми двумя главным образом в случаях, когда необходимо ими же измерять высокие температуры. Измерять низкие температуры термопарой ЖКн следует по возможности избегать.

Термоэлектрическая стабильность

Результаты поверки термопар МКн после их эксплуатации в течение нескольких лет приведены в работах [45, с. 269-285; 47, с. 219-227, 342, 343]. Изменения градуировки обычно не превышают 0,05 К. Десятки циклических изменений температуры (70=f2:300 К) также не вызывают статистически значимых изменений т. э. д. с, см., например, [345]. Этого нельзя с уверенностью сказать о циклических изменениях в более широкой области температур, когда верхняя те.мпература значительно превышает комнатную.

Данные о стабильности других термопар, по-видимому, отсутствуют.

Влияние деформации на т.э.д.с.

В табл. 7.13 приведены данные о влиянии малой пластической деформации на т. э. д. с. хромеля, алюмеля и константана. Онн дают представление о возможных погрешностях, вызываемых неаккуратным обращением с термопарами.

Термоэлектрическая неоднородность термоэлектродных сплавов

Местная неоднородность копеля, измеренная по методу двух сред (77 К/273 К) на длине 2 м, характеризуется среднеквадратическим отклонением 1 н 2 мкВ на длине 100 м для проволоки диаметром



Сплав

Образование на

проволоке 6 барашков прн испытании

Растяжение про-волоки до удлинения 2 % при испытании

Местная неоднородность (на длине до 5 и) при испытаинн

статическом

в о

SS 5?

статическом

i а

статическом

3 ё

и £

А Б В

6,0/6,0 1,6/1,6 2,2/2,2

10,5 5,8 17.1

8,5/7,2 5,7/4,4

9,0 4,3

0,4/0,4 1,2/1,0 0,1/0,1

4,2 6,9 5,5

А

Г

д

Е

1,2/0,8 1,0/1,0 3,3/3,3

7,4 6,6 9,7

4,0/2,8 1,3/1,3

7,3 9,8

1,0/1,0 0,7/0,7 1,4/1.4

7,б' 10,0

Ж

И

1.3/1,3 1,4/1,4 4,8/3,8

5,9 8,0

4,7/4,7

3,0/3,0 0,4/0,3 2,1/2,1

4,0 0,8 6,8

К

0,6/0,6

1,1/1,1

0,2/0,2

л

1,4/1,4

16,3

14,7/2,4

11,6

ЗЖо,07

м

20,6/6,2

18,0

16,0/6,3

13,0

Примечания: I. В таблице приведены значения т.э.д.с, развиваемых деформированным образцом в паре с иедеформироваиным

2. Температура свободных концов -273,15 К.

3. Величина местной неоднородности приведена для сопоставления

4. Статические испытания проведены в жидком гелии (числитель) н жидком азоте (знаменатель), динамические - в жидком азоте.

0,2 ММ. Для проволоки диаметром 0,5 мм эти величины несколько больше: 1,2 и 2,2 мкВ (см. гл. 8). Среднеквадратическое отклонение т. э. д. с. копелевой проволоки, изготовленной из одного слитка, не превосходит 37 мкВ (вероятность 95 %). Среднеквадратическое отклонение т. э. д. с. в пределах проволоки одной катушки, длиной несколько км, <30 мкВ (вероятность 95 %).

Данные о неоднородности т.э.д.с. приведены в табл. 7.13, а также в гл. 8.

7.2. ТЕРМОПАРЫ

С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ИЗ МАЛОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ ЗОЛОТА И МЕДИ С ЖЕЛЕЗОМ ИЛИ КОБАЛЬТОМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР 1-300 К

Для измерения криогенных температур, особенно температур гелиевого и водородного диапазона, применяются термопары, отрицательные электроды которых представляют собой малолегированные сплавы золота илн меди с железом или кобальтом. Положительны-


Рис. 7.1. Абсолютная т. э. д. с. меди по различным данным. Сопоставлено [41, с. 150-169]

ми электродами этих термопар служат обычно медь, так называемое нормальное серебро [сплав серебра с 0,37 % (ат.) Аи, см. ниже] или хромель. При температурах <30 К отрицательные электроды из сплавов Аи-Fe, Au-Со и Си-Fe вносят основной вклад в т. э. д. с. термопар, поэтому их часто называют активными в отличие от пассивных (положительных термоэлектродов), т.э.д.с. которых мала (<1,5 мкВ/К при <10 К).



1 ... 7 8 9 10 11 12 13 ... 18

Яндекс.Метрика