Como verificar um pirômetro termoelétrico

O pirômetro termoelétrico é um conjunto que consiste em de um conversor termoelétrico (termopar), compensando e conectando fios conectados a ele e um dispositivo de medição indicador ou registrador. Como tal, pode ser usado um milivoltímetro portátil ou de painel ou um potenciômetro automático.

Pirômetro termoelétrico antigo de 1910

Pirômetro termoelétrico digital moderno

Se o milivoltímetro for usado em condições operacionais, a resistência elétrica do termopar, compensação e fios de conexão dentro de ± 0,1 ohm deve ser igual à indicada na escala do milivoltímetro magnitude R int.

A resistência do circuito do termopar é ajustada ao valor requerido por meio de uma bobina de compensação conectada em série com o termopar.

A verificação das leituras de um pirômetro termoelétrico às vezes é realizada em um conjunto completo, sem calibração prévia do termopar incluído em sua composição.Nesse caso, o termopar conectado ao milivoltímetro ou potenciômetro automático é colocado com o termopar de referência em um forno de calibração.

Se a temperatura das extremidades livres do termopar diferir de 0 ° C, quando o circuito do milivoltímetro estiver aberto, o corretor ajusta sua seta para a marca na escala correspondente à temperatura das extremidades livres.

Esta operação não é necessária se no conjunto do pirômetro for utilizado um potenciômetro automático ou milivoltímetro devidamente calibrado e equipado com dispositivo de correção automática da temperatura das extremidades livres do termopar. Nestes casos, os fios de compensação devem ser levados aos terminais do dispositivo de medição.

Par termoelétrico

Ao aumentar gradualmente a corrente no forno de calibração usando um termopar de referência, as temperaturas do forno são definidas uma após a outra em centenas de graus, estabilizando o forno em cada temperatura por vários minutos.

O valor da temperatura estabelecida no forno é determinado pelo termo-EMF de um termopar de referência lido por um potenciômetro de laboratório e, ao mesmo tempo (sem toque), as leituras do dispositivo de medição pirométrica são lidas.

Depois de atingir o limite superior da escala do dispositivo de medição, a temperatura no forno é gradualmente reduzida e, na ordem inversa, as leituras do dispositivo de medição são repetidas aproximadamente nas mesmas temperaturas no forno como quando a temperatura é aumentada.

Para cada valor de temperatura do forno, encontre a leitura média do dispositivo a partir das leituras à medida que as temperaturas sobem e descem.

O erro nas leituras do pirômetro é estabelecido como a diferença entre os valores numéricos - a leitura média do dispositivo e a temperatura no forno determinada pelo termo-EMF de um termopar de referência.

A diferença entre as leituras do instrumento de medição com o aumento e diminuição da temperatura no forno caracteriza a mudança nas leituras do pirômetro.

Este método de verificação de leituras de pirômetros termoelétricos não é muito eficiente porque requer uma quantidade significativa de tempo para verificar um conjunto. Portanto, o método de calibração a frio de um pirômetro termoelétrico é mais conveniente. É o seguinte.

O termopar destinado a ser incluído no kit pirômetro é previamente submetido a calibração individual na faixa de temperatura que corresponde à faixa de escala do dispositivo de medição e aos valores de seu termo-EMF para as temperaturas da extremidade de trabalho correspondente às marcações numéricas determinadas na escala do dispositivo de medição.

Além disso, se um potenciômetro automático for usado como dispositivo de medição, tensões iguais aos valores numéricos termo-EMF do termopar serão aplicadas aos seus terminais usando um potenciômetro de laboratório. Desvios das leituras do potenciômetro dos números da escala são erros do pirômetro que está sendo verificado.

Ao testar pirômetros termoelétricos que incluem um termopar platina-ródio-platina, deve-se observar que a parte do termopar que está no forno em alta temperatura altera significativamente sua resistência elétrica.A quantidade pela qual o Rin do pirômetro muda como resultado pode ser determinada por cálculo.

A tolerância de erro instrumental de um pirômetro termoelétrico, que é um conjunto de termopares e um dispositivo de medição, pode obviamente ser facilmente determinada pela soma aritmética das tolerâncias de cada um dos componentes do conjunto.

Assim, por exemplo, para um pirômetro constituído por um termopar com tolerância de erro de calibração de ± 0,75% e classe 1,5 metro, a tolerância seria de ± 2,25% do limite superior de medição do pirômetro.

Se um pirômetro termoelétrico for verificado individualmente, o erro instrumental total ao medir temperaturas com esse pirômetro é estimado com base nos valores de possíveis erros do termopar, fios de compensação e dispositivo de medição de acordo com a classe de precisão de esta última.

Nas leituras de um pirômetro termoelétrico utilizando um milivoltímetro como dispositivo de medição, pode ocorrer um erro sistemático devido à discrepância entre o valor da resistência do circuito externo em condições de operação e o valor obtido durante a calibração do pirômetro.

Neste contexto, muitas vezes é necessário medir a resistência do circuito externo do pirômetro com um termopar montado em um forno aquecido.

Neste caso (quando o circuito do termopar é conectado ao braço de um circuito ponte de medição de resistência convencional), além da fonte de corrente que alimenta o circuito, uma segunda fonte (termopar) aparecerá no circuito. Neste caso, a operação normal do circuito da ponte será perturbada.

Nos pirômetros termoelétricos, que incluem um potenciômetro automático equipado com uma escala graduada, a variação de termo-EMF do termopar causada por flutuações na temperatura de suas extremidades livres é corrigida automaticamente por meio de um dispositivo embutido no potenciômetro.

Para o funcionamento normal deste dispositivo é necessário apenas que as pontas dos fios de compensação do termopar estejam conectadas diretamente aos terminais do potenciômetro.

A mesma regra deve ser observada ao instalar um pirômetro que inclua um milivoltímetro equipado com um corretor bimetálico que ajusta a agulha do milivoltímetro quando o circuito do termopar é quebrado para a marca de escala correspondente à temperatura do próprio milivoltímetro.

Na prática de medições de temperatura industrial, muitas vezes é necessário introduzir um termopar em um espaço com um forte campo elétrico. Estas são, por exemplo, as condições para medir as temperaturas do aço líquido em fornos de arco elétrico.

Uma forte diminuição nas propriedades de isolamento elétrico dos acessórios de cerâmica dos termopares em altas temperaturas leva ao fato de que uma corrente alternada de frequência industrial com uma tensão que atinge em alguns casos dezenas de volts penetra no circuito do termopar.

O aterramento do termopar nem sempre permite a eliminação adequada de captadores CA distorcidos. Um meio mais radical é incluir capacitância e indutância no circuito do termopar.