Обзор развития, современное состояние и значение метрологии
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
?опускающий лучи длиной 0,62 мкм и выше. Человеческий глаз чувствителен к лучам длиной волны до 0,73 мкм. Таким образом, сравнение интенсивностей излучения происходит практически в узком спектре 0,62…0,73 мкм.
Нить фотометрической лампы допустимо накаливать до определенной температуры (1400 С), а поэтому для увеличения верхнего предела измеряемых температур в пирометре имеется ослабляющий светофильтр 3, уменьшающий яркость исследуемого тела в определенное число раз.
Промышленностью СССР выпускались различные типы оптических пирометров, например, ЭОП-66, с помощью которых можно производить измерения в достаточно широком диапазоне температур (800…10 000 С).
В радиационных пирометрах (рис. 10.13) интегральная интенсивность излучения воспринимается теплочувствительным элементом.
Рисунок 10.13 - Конструкция радиационного пирометра
Внутри телескопа, имеющего объектив 2 и окуляр 5, расположена помещенная в стеклянный баллон термобатарея из последовательно включенных термопар 4. Рабочие концы термопар находятся на лепестке, покрытом слоем платины. Телескоп наводят на объект 1 так, чтобы лепесток перекрывался изображением объекта и вся энергия излучения падала на рабочие концы термопар. ТермоЭДС термобатареи является функцией мощности излучения, а следовательно, и температуры тела. Для защиты глаза при наводке телескопа предусмотрен светофильтр 4.
Рисунок 10.14
Существуют различные конструкции термобатарей.
На рис. 10.14 приведена звездообразная термо-батарея, выполненная из десяти последовательно соединенных термоэлектрических преобразователей, в качестве которых обычно используются хромель-копелевые термоэлектроды диаметром 60-70 мкм. Плоские рабочие концы 3 преобразователей, зачерненные платиновой чернью, образуют венчик. Свободные концы термоэлектрических преобразователей закреплены с помощью металлических пластин 2 на слюдяном кольце 1. Температура свободных концов преобразователя при градуировке равна (202)С. Для компенсации влияния изменения температуры свободных концов термобатареи параллельно последней подсоединяют катушку из медной или никелевой проволоки. Этот метод компенсации заключается в том, что, например, при увеличении температуры свободных концов термоЭДС термобатареи уменьшается, а сопротивление меди увеличивается и ток, ответвляющийся в измерительный прибор, изменяется незначительно.
Класс точности радиационных пирометров составляет 1,0 и 1,5. Постоянная времени этих приборов - 0,3…1,5 с. При установке телескопа между ним и объектом не должно быть паров влаги, дыма, пыли и т. д., поскольку последние поглощают лучистую энергию, что может привести к дополнительной погрешности измерения.
Радиационные пирометры градуируют по излучению абсолютно черного тела, и для них также (как и для оптических) характерна погрешность от неполноты излучения физических тел. Точность радиационных пирометров ниже точности оптических.
Для измерения температур в широком диапазоне выпускают несколько типов радиационных пирометров. Среди них, например, пирометры типа РАПИР (Россия) для температур 100…4000 С.
В фотоэлектрических пирометрах для измерения интенсивности излучения объекта применяют фотопреобразователи (фотоэлементы). На рис. 10.15, а приведена упрощенная структурная схема фотоэлект-рического яркостного пирометра. Фотоэлемент 4 освещается с одной стороны от объекта измерения / через диафрагмы 2,3 и светофильтр 7, с другой стороны от лампочки накаливания 9 через ту же диафрагму 3 и светофильтр 7. Диафрагму 3 перекрывает колеблющийся якорь 8 электромагнита таким образом, что на фотоэлемент попадают изменяющиеся во времени световые потоки Ф1 и Ф2 обоих источников излучения; при этом фазы переменных составляющих обоих потоков сдвинуты на 180 (рис. 10.15, б).
Рисунок 10.15 - Структурная схема и диаграмма световых потоков фотоэлектрического пирометра
Результирующий световой поток Ф, имеющий переменную составляющую, амплитуда которой определяется разностью амплитуд переменных составляющих световых потоков Ф1 и Ф2 преобразуется фотоэлементом в фототок. Переменная составляющая фототока усиливается усилителем переменного тока 5, выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 6иввиде постоянного тока направляется в миллиамперметр тА и лампу накаливания 9.Таким образом, в этом приборе осуществляется уравновешивающее преобразование, благодаря чему показания прибора не зависят от нестабильности характеристик фотоэлемента, усилителя и фазочувстви-тельного выпрямителя.
В этом пирометре используется сурьмяно-цезиевый фотоэлемент, который в сочетании со светофильтром делает прибор чувствительным к узкому спектру волн, близкому к спектру, воспринимаемому оптическим пирометром. Это позволяет градуировать фотоэлектрический пирометр по образцовому оптическому пирометру. Пирометр имеет несколько диапазонов измерений. Переход с одного диапазона на другой осуществляют заменой диафрагмы 2.
Выпускают несколько типов цветовых фотоэлектрических пирометров, предназначенных для автоматического непрерывного измерения и регистрации температуры расплавленных металлов и сплавов. Так, например, пирометр Спектропир-6 (Россия) работает в диапазоне температур 900…2200С, основная погрешность прибора составляет 1 %.
Тема 11 Измерительные мосты
Рисунок 11.1 ? Схема одинарного моста переменного тока