Comment vérifier un pyromètre thermoélectrique
Le pyromètre thermoélectrique est un ensemble composé de d'un convertisseur thermoélectrique (thermocouple), des fils de compensation et de liaison qui lui sont reliés et un appareil de mesure indicateur ou enregistreur. En tant que tel, un millivoltmètre portable ou à panneau ou un potentiomètre automatique peut être utilisé.
Pyromètre thermoélectrique antique de 1910
Pyromètre thermoélectrique numérique moderne
Si le millivoltmètre est utilisé dans les conditions de fonctionnement, la résistance électrique du thermocouple, des fils de compensation et de liaison à ± 0,1 ohm près doit être égale à celle indiquée sur la graduation du millivoltmètre grandeur R int.
La résistance de circuit du thermocouple est ajustée à la valeur requise au moyen d'une bobine de compensation connectée en série avec le thermocouple.
Le contrôle des lectures d'un pyromètre thermoélectrique est parfois réalisé en ensemble complet, sans étalonnage préalable du thermocouple entrant dans sa composition.Dans ce cas, le thermocouple relié au millivoltmètre ou au potentiomètre automatique est placé avec le thermocouple de référence dans un four d'étalonnage.
Si la température des extrémités libres du thermocouple diffère de 0 ° C, alors lorsque le circuit du millivoltmètre est ouvert, le correcteur ajuste sa flèche au repère de l'échelle correspondant à la température des extrémités libres.
Cette opération n'est pas nécessaire si un potentiomètre ou millivoltmètre automatique convenablement calibré équipé d'un dispositif de correction automatique de la température des extrémités libres du thermocouple est utilisé dans l'ensemble pyromètre. Dans ces cas, des fils de compensation doivent être amenés aux bornes de l'appareil de mesure.
Thermocouple
En augmentant progressivement le courant dans le four d'étalonnage à l'aide d'un thermocouple de référence, les températures du four sont réglées les unes après les autres par centaines de degrés, stabilisant le four à chaque température pendant plusieurs minutes.
La valeur de la température établie dans le four est déterminée par le thermo-EMF d'un thermocouple de référence lu par un potentiomètre de laboratoire, et en même temps (sans tapotement) les lectures du dispositif de mesure pyrométrique sont lues.
Après avoir atteint la limite supérieure de l'échelle de l'appareil de mesure, la température dans le four est progressivement réduite et, dans l'ordre inverse, les lectures de l'appareil de mesure sont répétées à peu près aux mêmes températures dans le four que lorsque la température est augmentée.
Pour chaque valeur de température du four, trouvez la lecture moyenne de l'appareil à partir des lectures lorsque les températures augmentent et diminuent.
L'erreur dans les lectures du pyromètre est établie comme la différence entre les valeurs numériques - la lecture moyenne de l'appareil et la température dans le four déterminée par le thermo-EMF d'un thermocouple de référence.
La différence entre les lectures de l'instrument de mesure avec une température croissante et décroissante dans le four caractérise le changement des lectures du pyromètre.
Cette méthode de vérification des lectures du pyromètre thermoélectrique n'est pas très efficace car elle nécessite beaucoup de temps pour vérifier un ensemble. Par conséquent, la méthode d'étalonnage à froid d'un pyromètre thermoélectrique est plus pratique. C'est comme suit.
Le thermocouple destiné à être inclus dans le kit pyromètre est préalablement soumis à un étalonnage individuel dans la plage de température qui correspond à la plage d'échelle de l'appareil de mesure et aux valeurs de sa thermo-EMF pour les températures de l'extrémité de travail correspondantes aux repères numériques déterminés sur l'échelle de l'appareil de mesure.
De plus, si un potentiomètre automatique est utilisé comme appareil de mesure, des tensions égales aux valeurs numériques thermo-EMF du thermocouple sont appliquées à ses bornes à l'aide d'un potentiomètre de laboratoire. Les écarts entre les lectures du potentiomètre et les numéros d'échelle sont des erreurs du pyromètre contrôlé.
Lors du test de pyromètres thermoélectriques comprenant un thermocouple platine-rhodium-platine, il convient de noter que la partie du thermocouple qui se trouve dans le four à haute température modifie considérablement sa résistance électrique.La quantité par laquelle le Rin du pyromètre change en conséquence peut être déterminée par calcul.
La tolérance d'erreur instrumentale d'un pyromètre thermoélectrique, qui est un ensemble de thermocouples et d'un appareil de mesure, peut évidemment être facilement déterminée en sommant arithmétiquement les tolérances de chacun des composants de l'ensemble.
Ainsi, par exemple, pour un pyromètre constitué d'un thermocouple avec une tolérance d'erreur d'étalonnage de ± 0,75 % et d'un compteur de classe 1,5, la tolérance serait de ± 2,25 % de la limite supérieure de mesure du pyromètre.
Si un pyromètre thermoélectrique est vérifié individuellement, l'erreur instrumentale totale lors de la mesure de températures avec un tel pyromètre est estimée sur la base des valeurs des erreurs possibles du thermocouple, des fils de compensation et de l'appareil de mesure conformément à la classe de précision de le dernier.
Dans les lectures d'un pyromètre thermoélectrique utilisant un millivoltmètre comme appareil de mesure, une erreur systématique peut se produire en raison de l'écart entre la valeur de la résistance du circuit externe dans les conditions de fonctionnement et la valeur prise lors de l'étalonnage du pyromètre.
A cet égard, il est souvent nécessaire de mesurer la résistance du circuit externe du pyromètre avec un thermocouple monté dans un four chauffé.
Dans ce cas (lorsque le circuit thermocouple est connecté au bras d'un circuit en pont de mesure de résistance classique), en plus de la source de courant alimentant le circuit, une deuxième source (thermocouple) apparaîtra dans le circuit. Dans ce cas, le fonctionnement normal du circuit en pont sera perturbé.
Dans les pyromètres thermoélectriques, qui comprennent un potentiomètre automatique équipé d'une échelle graduée, la variation de thermo-EMF du thermocouple provoquée par les fluctuations de la température de ses extrémités libres est automatiquement corrigée au moyen d'un dispositif intégré au potentiomètre.
Pour un fonctionnement normal de cet appareil, il suffit que les extrémités des fils de compensation du thermocouple soient directement connectées aux bornes du potentiomètre.
La même règle doit être observée lors de l'installation d'un pyromètre qui comprend un millivoltmètre équipé d'un correcteur bimétallique qui ajuste l'aiguille du millivoltmètre lorsque le circuit du thermocouple est coupé au repère correspondant à la température du millivoltmètre lui-même.
Dans la pratique des mesures de température industrielles, il est souvent nécessaire d'introduire un thermocouple dans un local à fort champ électrique. Ce sont par exemple les conditions de mesure des températures de l'acier liquide dans les fours à arc électrique.
Une forte diminution des propriétés d'isolation électrique des raccords en céramique des thermocouples à haute température conduit au fait qu'un courant alternatif de fréquence industrielle avec une tension atteignant dans certains cas des dizaines de volts pénètre dans le circuit du thermocouple.
La mise à la terre du thermocouple ne permet pas toujours une élimination correcte des micros CA déformants. Un moyen plus radical consiste à inclure une capacité et une inductance dans le circuit du thermocouple.