Термоэлектрические приборы

Термоэлектрический прибор представляет собой соединение одного или нескольких термопреобразователей и магнитоэлектрического измерительного механизма с отсчетным устройством.

На рис. 5 показано устройство термопреобразователя, состоящего из термопары 1 и нагревателя 2. В качестве нагревателя используют проволоку, допускающую длительный нагрев. При пропускании тока I_Х через нагреватель он нагревается и на свободных концах термопары возникает термо-ЭДС, которая вызывает ток через измерительный механизм.

Рис.4.14. Схема термоэлектрического прибора

 

Термо-ЭДС, развиваемая термопреобразователем, пропорциональна количеству теплоты, выделенной измеряемым током в нагревателе. Количество теплоты, в свою очередь, пропорционально квадрату действующего значения измеряемого тока I_Х. Ток в цепи измерительного механизма I = E/R_И, где Е — термо-ЭДС; R_И — сопротивление цепи катушки измерительного механизма. Таким образом, показания термоэлектрического прибора должны быть пропорциональны квадрату действующего значения измеряемого тока. Однако квадратичный характер шкала имеет только в начальной части, при увеличении тепловых потерь нагревателя вследствие возрастания тока он исчезает.

Основным достоинством термоэлектрических приборов является достаточно высокая точность измерений в расширенном диапазоне частот и при искаженной форме измеряемого тока или напряжения. Современные термопреобразователи используют как на постоянном токе, так и на частотах вплоть до 100 МГц.

К недостаткам термоэлектрических приборов следует отнести малую перегрузочную способность и ограниченный срок службы термопреобразователей, зависимость показаний прибора от температуры окружающей среды и значительное собственное потребление мощности (в амперметрах на 5 А примерно 1 В «А, ток полного отклонения вольтметров колеблется от 10 до 50 мА).

Промышленность выпускает многопредельные переносные термоэлектрические приборы, предназначенные для измерения переменных и постоянных токов от 100 мкА до 100 А, напряжений — от 150 мВ до 600 В. Приборы работают в диапазоне от постоянного тока до частот 50 МГц, класс точности 1,0 и 1,5. Высокочастотные термоэлектрические микроамперметры, например, типа Т133, с пределом измерений до 1000 мкА (четыре поддиапазона) имеют встроенный в прибор фотогальванометрический усилитель.