Giáo trình nhiệt điện - chương 2 - Đo nhiệt độ ppsx

Chơng 2 đo nhiệt độ 2.1. Khái niệm chung 2.1.1. Nhiệt độ và thang đo nhiệt độ Nhiệt độ là một thông số công nghệ quan trọng trong nhiều quá trình luyện kim. Bởi vậy, việc đo và kiểm tra nhiệt độ là một trong những khâu hết sức cần thiết trong công nghiệp luyện kim. Tuy nhiên việc xác định chính xác một nhiệt độ là một vấn đề không đơn giản. Đa số các đại lợng vật lý đều có thể xác định trực tiếp nhờ so sánh chúng với một đại lợng cùng bản chất, còn nhiệt độ là đại lợng đặc trng cho mức nội năng của vật chỉ có thể đo gián tiếp dựa vào sự phụ thuộc của tính chất vật liệu vào nhiệt độ. a) Thang nhiệt độ Để đo nhiệt độ trớc hết phải thiết lập thang nhiệt độ. Thang nhiệt độ tuyệt đối đợc thiết lập dựa vào tính chất của khí lý tởng. Theo định lý Carnot: hiệu suất của một động cơ nhiệt thuận nghịch hoạt động giữa hai nguồn có nhiệt độ là 1 và 2 trong một thang đo bất kỳ chỉ phụ thuộc vào 1 và 2 : () () 2 1 F F = (2.1) Dạng của hàm F phụ thuộc vào thang nhiệt độ. Ngợc lại việc chọn dạng hàm F sẽ quyết định thang nhiệt độ. Đặt F() = T, khi đó hiệu suất nhiệt của động cơ nhiệt thuận nghịch đợc viết nh sau: 2 1 T T 1= (2.2) Trong đó T 1 và T 2 là nhiệt độ động học tuyệt đối của hai nguồn. Đối với chất khí lý tởng, nội năng U chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của chất khí và phơng trình đặc trng liên hệ giữa áp suất p, thể tích v và nhiệt độ có dạng: p.v=G() (2.3) Có thể chứng minh đợc rằng: G()=RT (2.4) -14- Trong đó R là hằng số khí lý tởng, T là nhiệt độ động học tuyệt đối. Để có thể gán một giá trị số cho T, cần phải xác định đơn vị cho nhiệt độ. Muốn vậy chỉ cần gán giá trị cho nhiệt độ tơng ứng với một hiện tợng nào đó với điều kiện hiện tợng này hoàn toàn xác định và có tính lặp lại. - Thang Kelvin (Thomson Kelvin - 1852): Thang nhiệt độ động học tuyệt đối, đơn vị nhiệt độ là K. Trong thang đo này ngời ta gán cho nhiệt độ của điểm cân bằng ba trạng thái nớc - nớc đá - hơi một giá trị số bằng 273,15 K. - Thang Celsius (Andreas Celsius - 1742): Thang nhiệt độ bách phân, đơn vị nhiệt độ là o C. Trong thang đo này nhiệt độ của điểm cân bằng trạng thái nớc - nớc đá bằng 0 o C, nhiệt độ điểm nớc sôi là 100 o C. Nhiệt độ Celsius xác định qua nhiệt độ Kelvin theo biểu thức: T( o C)= T(K) - 273,15 (2.5) - Thang Fahrenheit (Fahrenheit - 1706): Đơn vị nhiệt độ là o F. Trong thang đo này, nhiệt độ của điểm nớc đá tan là 32 o F và điểm nớc sôi là 212 o F. Quan hệ giữa nhiệt độ Fahrenheit và nhiệt Celssius: ( ) (){ 32FT 9 5 CT oo = } (2.6) ( ) () 32CT 5 9 FT oo += (2.7) Bảng 2.1 Cho các giá trị tơng ứng của một số nhiệt độ quan trọng theo các thang đo khác nhau. Bảng 2.1 Nhiệt độ một số hiện tợng quan trọng theo các thang đo Nhiệ độ Kelvin (K) Celsius ( o C) Fahrenheit ( o F) Điểm 0 tuyệt đối 0 -273,15 - 459,67 Hỗn hợp nớc - nớc đá 273,15 0 32 Cân bằng nớc - nớc đá - hơi 273,16 0,01 32,018 Nớc sôi 373,15 100 212 b) Nhiệt độ đo đợc và nhiệt độ cần đo Vật thể hoặc môi trờng cần đo nhiệt độ gọi là môi trờng đo, phần tử cảm nhận của dụng cụ đo đợc gọi là vật đo. Giả sử môi trờng đo có nhiệt độ thực bằng -15- T x. , điều kiện để đo đúng nhiệt độ của môi trờng đo là phải có sự cân bằng nhiệt giữa môi trờng đo và vật đo. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân, nhiệt độ của vật đo không bao giờ đạt tới nhiệt độ môi trờng T x , do đó khi đo ta chỉ nhận đợc nhiệt độ T c là nhiệt độ của vật đo. Nhiệt độ T x gọi là nhiệt độ cần đo, nhiệt độ T c là nhiệt độ đo đợc. Giữa nhiệt độ cần đo và nhiệt độ đo đợc tồn tại một chênh lệch nhiệt độ T x - T c nhất định. Chúng ta hãy khảo sát trờng hợp đo bằng dụng cụ đo tiếp xúc. Lợng nhiệt truyền từ môi trờng vào vật đo xác định theo công thức: ( ) dtTTAdQ cx = Trong đó: - hệ số dẫn nhiệt. A - diện tích bề mặt trao đổi nhiệt. t - thời gian trao đổi nhiệt. Lợng nhiệt vật đo hấp thụ: c mCdTdQ = Trong đó: m - khối lợng của vật đo. c - nhiệt dung của vật đo. Nếu bỏ qua tổn thất nhiệt của vật đo ra môi trờng ngoài và giá đỡ, ta có: () ccx mCdTdtTTA = Đặt = A mC , gọi là hằng số thời gian nhiệt, ta có: = dt TT dT cx c T( o K) 0,63T x T c T x t ( s ) Hình 2.1. Trao đổi nhiệt của vật đo -16- Nghiệm của phơng trình có dạng: = t xc keTT (2.8) Từ (2.8) ta nhận thấy T c T x chỉ khi t . Trên thực tế, thời gian tiếp xúc giữa vật đo và môi trờng đo là có giới hạn, đồng thời có sự truyền nhiệt từ vật đo ra môi trờng bên ngoài do đó , trong phép đo luôn tồn tại sai lệch . Sai lệch càng bé phép đo càng chính xác. Để tăng độ chính xác, khi đo cần phải: xc TT < cx TTT = T - Tăng cờnng sự trao đổi nhiệt giữa vật đo và môi trờng đo. - Giảm sự trao đổi nhiệt giữa vật đo và môi trờng bên ngoài. Để tăng cờng trao đổi nhiệt giữa môi trờng đo và vật đo ta phải dùng vật đo có tỉ nhiệt thấp, hệ số dẫn nhiệt cao. Để hạn chế tổn thất nhiệt từ vật đo ra ngoài thì các tiếp điểm dẫn từ vật đo ra mạch đo bên ngoài phải có hệ số dẫn nhiệt thấp. 2.1.2. Phơng pháp đo nhiệt độ Nh chúng ta đã biết, nhiệt độ không thể đo trực tiếp mà phải đo gián tiếp thông qua sự thay đổi tính chất của vật liệu theo nhiệt độ. Bởi vậy để đo nhiệt độ cần phải biết đợc quan hệ phụ thuộc của tính chất vật lý của vật đo, của môi trờng đo vào nhiệt độ, những tính chất này phải phụ thuộc đơn trị vào nhiệt độ. Dới tác động của nhiệt độ, tính chất của môi trờng đo và vật đo thay đổi, thông qua xác định tính chất của môi trờng đo và vật đo ta xác định đợc nhiệt độ của môi trờng đo. Theo nguyên tắc đo, ngời ta chia ra hai phơng pháp đo gồm đo tiếp xúc và đo không tiếp xúc. - Phơng pháp đo tiếp xúc: khi đo, vật đo tiếp xúc với môi trờng đo, phép đo dựa trên các hiện tợng: + Giản nở của vật liệu. + Biến đổi trạng thái của vật liệu. + Thay đổi điện trở của vật liệu. + Hiệu ứng nhiệt điện. - Phơng pháp đo không tiếp xúc: khi đo vật đo không tiếp xúc với môi trờng đo, phép đo dựa vào sự phụ thuộc của bức xạ nhiệt của môi trờng đo vào nhiệt độ, ví dụ đo nhiệt độ bằng hỏa kế. -17- Dới đây nghiên cứu một số loại dụng cụ đo cơ bản và các dụng cụ thứ cấp thờng dùng khi đo nhiệt độ. 2.2. Nhiệt kế giãn nở 2.2.1. Nguyên lý đo Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế giản nở dựa vào sự giãn nở của vật liệu khi tăng nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ hầu hết các chất giản nở làm tăng thể tích. Thể tích của khối chất phụ thuộc nhiệt độ theo quan hệ hàm số: (2.9) ( t1VV v0 += ) ) Trong đó: Vo, V: thể tích khối chất ở 0 o C và ở nhiệt độ t o C [m 3 ]. v : hệ số giản nở thể tích [1/độ]. Đối với vật thể rắn, quan hệ giữa chiều dài vật và nhiệt độ có dạng: (2.10) ( t1ll 0 += Trong đó: l o , l: chiều dài của vật thể ở 0 o C và ở nhiệt độ t o C. : hệ số giản nở dài [1/độ]. 2.2.2. Các loại nhiệt kế giãn nở a) Nhiệt kế giãn nở dùng chất rắn Trong thực tế, nhiệt kế dùng chất rắn thờng có hai loại: gốm và kim loại, kim loại và kim loại. - Nhiệt kế gốm - kim loại(Dilatomet): gồm một thanh gốm (1) đặt trong ống kim loại (2), một đầu thanh gốm liên kết với ống kim loại, đầu còn lại A nối với hệ thống truyền động tới bộ phận chỉ thị. 2 1 4 2 2 1 a) b ) Hình 2.2 Nhiệt kế giãn nở a) Nhiệt kế gốm - kim loại b) Nhiệt kế kim loại - kim loại -18- Hệ số giãn nở nhiệt của kim loại và của gốm là k và g . Do k > g , khi nhiệt độ tăng một lợng dt, thanh kim loại giãn thêm một lợng dl k , thanh gốm giãn thêm một lợng dl g với dl k >dl g , làm cho thanh gốm dịch sang phải. Dịch chuyển của thanh gốm phụ thuộc (dl k - dl g ) do đó phụ thuộc nhiệt độ. - Nhiệt kế kim loại - kim loại: gồm hai thanh kim loại (1) và (2) có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau liên kết với nhau theo chiều dọc. Giả sử 1 > 2 , khi giãn nở nhiệt hai thanh kim loại cong về phía thanh (2). Dựa vào độ cong của thanh kim loại để xác định nhiệt độ. Nhiệt kế giãn nở dùng chất rắn thờng dùng để đo nhiệt độ dới 700 o C. b) Nhiệt kế giãn nở dùng chất lỏng Hình 2.3 trình bày cấu tạo của một nhiệt kế dùng chất lỏng. Nhiệt kế giản nở dùng chất lỏng đơn giản và rẽ tiền, đo tơng đối chính xác nhng không biến đổi đợc thành tín hiệu điện. Dải nhiệt độ làm việc từ - 50 ữ 600 o C tùy theo vật liệu chế tạo vỏ bọc. Nhiệt kế g ồm bình nhiệt (1), ốn g mao dẫn (2) và chất lỏng (3). Chất lỏng sử dụng thờng dùng là thuỷ ngân có hệ số giãn nở nhiệt =18.10 -5 / o C, vỏ nhiệt kế bằng thuỷ tinh có =2.10 -5 / o C. Khi đo nhiệt độ, bình nhiệt đợc đặt tiếp xúc với môi trờng đo. Khi nhiệt độ tăng, chất lỏng giãn nở và dâng lên trong ống mao dẫn. Thang đo đợc chia độ trên vỏ theo dọc ống mao dẫn. 1 3 2 Hình 2.3 Nhiệt kế giản nở dùng chất lỏng 2.3. Nhiệt kế điện trở 2.3.1. Nguyên lý đo Nguyên lý chung đo nhiệt độ bằng các điện trở là dựa vào sự thay đổi điện trở suất của vật liệu theo nhiệt độ. Trong trờng hợp tổng quát, sự thay đổi điện trở của vật liệu theo nhiệt độ có dạng: () ( ) 00 TTF.RTR = (2.11) -19- Trong đó R 0 là điện trở ở nhiệt độ T 0 , F là hàm đặc trng cho vật liệu và F = 1 khi T = T 0 . Hiện nay thờng sử dụng ba loại điện trở đo nhiệt độ đó là: điện trở kim loại, điện trở silic và điện trở hỗn hợp các oxyt bán dẫn. Trờng hợp điện trở kim loại, hàm trên có dạng: ( ) 32 0 CTBTAT1R)T(R +++= (2.11) Trong đó nhiệt độ T đo bằng o C, T 0 = 0 o C và A, B, C là các hệ số thực nghiệm. Các hệ số đợc xác định chính xác bằng thực nghiệm khi đo những nhiệt độ đã biết trớc. Khi đã biết giá trị các hệ số, từ giá trị của R ngời ta xác định đợc nhiệt độ cần đo. Khi độ biến thiên của nhiệt độ T (xung quanh giá trị T) nhỏ, điện trở có thể coi nh thay đổi theo hàm tuyến tính: () ( ) ( ) T1TRTTR R + = + (2.13) Trong đó R là hệ số nhiệt của điện trở hay còn gọi là độ nhạy nhiệt ở nhiệt độ T, xác định bởi công thức: () dT dR TR 1 R = (2.14) Độ nhạy nhiệt phụ thuộc vào vật liệu và nhiệt độ, chẳng hạn ở 0 o C platin (Pt) có R =3,9.10 -3 / o C. Chất lợng thiết bị đo xác định giá trị nhỏ nhất mà nó có thể đo đợc min 0 R R , do đó cũng xác định sự thay đổi nhỏ nhất của nhiệt độ có thể phát hiện đợc: min oR min R R1 T = (2.15) Ví dụ nếu 6 min 0 10 R R = và với những phép đo quanh điểm 0 o C, vật liệu là platin thì 4 min 10.6,2T = o C. Thực ra, điện trở không chỉ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi do sự thay đổi điện trở suất mà còn chịu tác động của sự thay đổi kích thớc hình học của nó. Bởi vậy đối với một điện trở dây có chiều dài l và tiết diện s, hệ số nhiệt độ có dạng: -20- dT ds s 1 dT dl l 1 dT d 1 dT dR R 1 R + == Đặt dT d 1 = ; dT dl l 1 l = ; dT ds s 1 s = , mặt khác ls 2 = , ta có: lslR = + = Trên thực tế thờng nên có thể coi l >> = R . 2.3.2. Các loại nhiệt kế điện trở 2.3.2.1. Nhiệt kế điện trở kim loại a) Vật liệu Vật liệu dùng để chế tạo nhiệt kế điện trở kim loại phải thỏa mãn các yêu cầu: + Có điện trở suất đủ lớn để điện trở ban đầu R 0 lớn mà kích thớc nhiệt kế vẫn nhỏ. + Hệ số nhiệt điện trở của nó tốt nhất là luôn luôn không đổi dấu, không triệt tiêu. + Có đủ độ bền cơ, hoá ở nhiệt độ làm việc. + Dễ gia công và có khả năng thay lẫn. Do vậy, vật liệu thờng dùng để chế tạo nhiệt kế điện trở là Pt và Ni. Ngoài ra còn dùng Cu, W. - Platin : + Có thể chế tạo với độ tinh khiết rất cao (99,999%) do đó tăng độ chính xác của các tính chất điện. + Có tính trơ về mặt hoá học và tính ổn định cấu trúc tinh thể cao do đó đảm bảo tính ổn định cao về các đặc tính dẫn điện trong quá trình sử dụng. + Hệ số nhiệt điện trở ở 0 o C bằng 3,9.10 -3 / o C. + Điện trở ở 100 o C lớn gấp 1,385 lần so với ở 0 o C. + Dải nhiệt độ làm việc khá rộng từ -200 o C ữ 1000 o C. Điện trở platin thờng đợc chế tạo với đờng kính dây từ 0,05 - 0,07 mm, điện trở R o = 10; 46; 100 . - Nikel: + Có độ nhạy nhiệt cao, bằng 4,7.10 -3 / o C. -21- + Điện trở ở 100 o C lớn gấp 1,617 lần so với ở 0 o C. + Dễ bị oxy hoá khi ở nhiệt độ cao làm giảm tính ổn định. + Dải nhiệt độ làm việc thấp hơn 250 o C. Đồng đợc sử dụng trong một số trờng hợp nhờ độ tuyến tính cao của điện trở theo nhiệt độ. Tuy nhiên, hoạt tính hoá học của đồng cao nên nhiệt độ làm việc thờng không vợt quá 180 o C. Điện trở suất của đồng nhỏ, do đó để chế tạo điện trở có điện trở lớn phải tăng chiều dài dây dẫn đến làm tăng kích thớc điện trở. Wonfram có độ nhạy nhiệt và độ tuyến tính cao hơn platin, có thể làm việc ở nhiệt độ cao hơn. Wonfram có thể chế tạo dạng sợi rất mảnh nên có thể chế tạo đợc các điện trở cao với kích thớc nhỏ. Tuy nhiên, ứng suất d sau khi kéo sợi khó bị triệt tiêu hoàn toàn bằng cách ủ do đó giảm tính ổn định của điện trở. Bảng 2.3. Đặc trng vật lý quan trọng của một số vật liệu làm điện trở đo Thông số Cu Ni Pt W T f ( o C) 1083 1453 1769 3380 c (J o C -1 kg -1 ) 400 450 135 125 (W o C -1 m -1 ) 400 90 73 120 l x10 6 ( o C) 16,7 12,8 8,9 6 x10 8 (m) 1,72 10 10,6 5,52 x10 3 ( o C -1 ) 3,9 4,7 3,9 4,5 b) Cấu tạo Để tránh sự làm nóng đầu đo, dòng điện chạy qua điện trở thờng giới hạn ở giá trị một vài mA. Mặt khác, để điện trở có độ nhạy nhiệt cao thì điện trở phải có giá trị đủ lớn, muốn vậy phải giảm tiết diện dây hoặc tăng chiều dài dây. Tuy nhiên khi giảm tiết diện dây độ bền lại thấp, dây điện trở dễ bị đứt, việc tăng chiều dài dây lại làm tăng kích thớc điện trở. Để hợp lý ngời ta thờng chọn điện trở R ở 0 o C có giá trị vào khoảng 100, khi đó với điện trở platin sẽ có đờng kính dây cỡ vài àm và chiều dài khoảng 10cm, sau khi quấn lại sẽ nhận đợc nhiệt kế có chiều dài cỡ 1cm. Các sản phẩm thơng mại thờng có điện trở ở 0 o C là 50, 500 và 1000, các điện trở lớn thờng đợc dùng để đo ở dải nhiệt độ thấp. -22- - Nhiệt kế công nghiệp: Để sử dụng cho mục đích công nghiệp, các nhiệt kế phải có vỏ bọc tốt chống đợc va chạm mạnh và rung động. Do vậy, điện trở kim loại đợc cuốn trên lõi và bao bọc trong bên ngoài bằng thuỷ tinh hoặc gốm, đồng thời đặt trong vỏ bảo vệ bằng thép. Trên hình 2.4 trình bày cấu tạo một số đầu đo điện trở thờng dùng trong công nghiệp. - Nhiệt kế bề mặt: Nhiệt kế bề mặt dùng để đo nhiệt độ trên bề mặt của vật rắn. Chúng thờng đợc chế tạo bằng phơng pháp quang hoá và sử dụng vật liệu làm điện trở là Ni, Fe-Ni hoặc Pt. Cấu trúc của một nhiệt kế bề mặt có dạng nh hình vẽ 2.5. Chiều dày lớp kim loại cỡ vài àm và kích thớc nhiệt kế cỡ 1cm 2 . Đặc trng chính của nhiệt kế bề mặt: - Độ nhạy nhiệt : ~5.10 -3 / o C đối với trờng hợp Ni và Fe-Ni. ~4.10 -3 / o C đối với trờng hợp Pt. - Dải nhiệt độ sử dụng: -195 o C ữ 260 o C đối với Ni và Fe-Ni. 1 6 1 23 2 5 4 5 7 1 Hình 2.4 Đầu đo nhiệt kế công nghiệp dùng điện trở platin 1) Dây platin 2) Gốm cách điện 3) ống sứ cách điện 4) Dây nối 5) Trục gá 6) Vỏ bọc 7) Xi măng Hình 2.5 Nhiệt kế bề mặt -23- [...]... chuẩn khi nhiệt độ t0 thay đổi trong khoảng 0 - 50oC là 3oC - ảnh hởng của điện trở mạch đo: Xét mạch đo dùng milivôn kế điện từ (hình 2. 22) t0 Rd 2 3 t1 t0 t1 A B Rt 1 t Hình 2. 22 ảnh hởng của điện trở mạch đo - 37 - RV Tổng trở của mạch đo xác định theo công thức: R = Rt + Rd + RV Trong đó: R t - điện trở của các điện cực R d - điện trở của dây nối R V - điện trở trong của milivôn kế Khi đó điện áp... giữa sức điện động và nhiệt độ của một số cặp nhiệt cho ở hình 2. 14 Eđ E J K R S B toC Hình 2. 14 Sức điện động của một số cặp nhiệt ngẫu E - Chromel - Constantan R - PlatinRodi (13%) - Platin J - Sắt - Constantan S - PlatinRodi (10%) - Platin K - Chromel - Alumel B - PlatinRodi (30%) - Platin-rodi 2. 4.3 Các cặp nhiệt ngẫu dùng trong công nghiệp Cấu tạo điển hình của một cặp nhiệt công nghiệp trình bày... = c1 n.e.r.l.B k2 - hệ số phụ thuộc vào độ cứng của lò xo cản của milivôn kế - 34 - c 1- hằng số n - số vòng dây của khung dây r - bán kính của khung dây e - điện tích của điện tử L - chiều dài cạnh khung dây B - cảm ứng từ của nam châm vĩnh cữu Đặt S = k1 gọi là độ nhạy của milivôn kế ta có: k2 = S.i (2. 29) Thang đo của milivôn kế đợc chia độ theo nhiệt độ Để đo trực tiếp hiệu nhiệt độ giữa hai điểm... điện trở dây nối thì vị trí của con chạy của biến trở R2 phụ thuộc đơn trị vào nhiệt độ cần đo - Cầu ba dây dẫn: khi tính đến điện trở của dây nối, ở nhiệt độ t ta có: R 1 R 3 = R 2 (R t + R d1 + R d 2 ) (2. 22) Nh vậy R2 không phụ thuộc đơn trị vào nhiệt độ đo nên gây ra sai số Để khắc phục sai số này ngời ta dùng sơ đồ cầu ba dây dẫn nh hình 2. 9b, khi đó: (R1 + R d 2 ).R 3 = R 2 (R t + R d1 ) (2. 23)... sơ đồ đo vi sai nh hình 2. 17 Trong sơ đồ này, cả hai đầu (1) và (2) của cặp nhiệt ngẫu là đầu làm việc tơng ứng với nhiệt độ t1 và t2 Kết quả đo cho phép ta xác định trực tiếp giá trị của hiệu số hai nhiệt độ t 1- t2 mV mV t0 t0 3 4 B A A A 1 t1 2 B B A A B A B t2 Hình 2. 18 Sơ đồ mắc nối tiếp Hình 2. 17 Sơ đồ đo vi sai Trờng hợp nhiệt độ môi trờng đo không khác nhiều nhiệt độ đầu tự do, để tăng độ nhạy.. . -2 60oC ữ 1400 oC đối với Pt Khi sử dụng nhiệt kế bề mặt cần đặc biệt lu ý đến ảnh hởng biến dạng của bề mặt đo 2. 3 .2. 2 Nhiệt kế điện trở silic Silic tinh khiết hoặc đơn tinh thể silic có hệ số nhiệt điện trở âm, tuy nhiên khi đợc kích tạp loại n thì trong khoảng nhiệt độ thấp chúng lại có hệ số nhiệt điện trở dơng, hệ số nhiệt điện trở ~0,7%/oC ở 25 oC R() 24 00 22 00 20 00 1800 1600 1400 120 0 1000... t 0 ) Nếu nhiệt độ hai mối hàn bằng nhau, chẳng hạn bằng t0 khi đó sức điện động tổng: E AB = e AB ( t 0 ) + e BA ( t 0 ) = 0 Hay: e BA ( t 0 ) = e AB ( t 0 ) (2. 25) E AB = e AB ( t ) e AB ( t 0 ) (2. 26) Nh vậy: Phơng trình (2. 26) gọi là phơng trình cơ bản của cặp nhiệt ngẫu Từ phơng trình (2. 26) nhận thấy nếu giữ nhiệt độ t0 = const thì: E AB = e AB ( t ) + C = f ( t ) (2. 27) Chọn nhiệt độ ở một mối... biết trớc làm nhiệt độ so sánh và đo sức điện động sinh ra trong mạch ta có thể xác định đợc nhiệt độ t ở mối hàn thứ hai Sức điện động của cặp nhiệt không thay đổi nếu chúng ta nối thêm vào mạch một dây dẫn thứ ba (hình 2. 12) nếu nhiệt độ hai đầu nối của dây thứ ba giống nhau t0 C t0 2 2 t0 3 B t1 3 A B t1 1 1 t C 4 A B t a) b) Hình 2. 12 Sơ đồ nối cặp nhiệt với dây dẫn thứ ba - 30 - - Trong trờng... cân bằng: B 2 I 2 = B 1I1 E R p1 + R 1 B 2 I1 = = E B1 I 2 R p2 + R p + R t B 2 R p2 + R p + R t = B1 R p1 + R 1 (2. 20) Góc quay của rôto là hàm của tỉ số từ thông qua các cuộn dây và là hàm của nhiệt B độ: = f 2 B 1 = f (t ) Logomet dùng để đo nhiệt độ thờng đợc chế tạo với cấp chính xác 1 và 2 b) Mạch đo dùng cầu cân bằng - Cầu hai dây dẫn: G a R2 E R3 R3 R2 G E R1 R1 b Rd2 Rd2 Rd1 a) b)... ở nhiệt độ ~ 1000oC Các dây nối kim loại đợc hàn tại hai điểm trên bề mặt đã đợc phủ bằng một lớp kim loại Mặt ngoài có thể bọc bằng vỏ thuỷ tinh 2 3 1 Hình 2. 7 Cấu tạo nhiệt điện trở có vỏ bọc thuỷ tinh 1) Vỏ bọc 2) Điện trở 3) Dây nối Nhiệt điện trở có độ nhạy nhiệt rất cao nên có thể dùng để phát hiện những biến thiên nhiệt độ rất nhỏ cỡ 1 0-4 - 1 0-3 K Đầu đo có kích thớc nhỏ nên có thể đo nhiệt độ . là nhiệt độ của vật đo. Nhiệt độ T x gọi là nhiệt độ cần đo, nhiệt độ T c là nhiệt độ đo đợc. Giữa nhiệt độ cần đo và nhiệt độ đo đợc tồn tại một chênh lệch nhiệt độ T x - T c nhất định ( o F) Điểm 0 tuyệt đối 0 -2 73,15 - 459,67 Hỗn hợp nớc - nớc đá 27 3,15 0 32 Cân bằng nớc - nớc đá - hơi 27 3,16 0,01 32, 018 Nớc sôi 373,15 100 21 2 b) Nhiệt độ đo đợc và nhiệt độ cần đo Vật thể hoặc. Chơng 2 đo nhiệt độ 2. 1. Khái niệm chung 2. 1.1. Nhiệt độ và thang đo nhiệt độ Nhiệt độ là một thông số công nghệ quan trọng trong nhiều quá trình luyện kim. Bởi vậy, việc đo và kiểm tra nhiệt