Avtomatlashtirish va boshqarish

Termoelektr materiallar va termoelektr o‘zgartkichlar
Turli o‘tkazgichlarning ixtiyoriy jufti termoelektr o‘zgartkichni tashkil etishi mumkin, ammo har bir juftlik ham amalda qo‘llanishga yarayvermaydi. Zamonaviy o‘lchash texnikasi termoelektr o‘tkazgichlar tayyorlanadigan materiallarga ko‘pdan-ko‘p talablar qo‘yadi, ammo bu talablarni juda kam, sonli materiallargina qondiradi. Asosiy talablar quyidagilardan iborat: yuqori haroratlar ta'siriga chidamlilik, TEYuK ning vaqt bo‘yicha o‘zgarmasligi, uning iloji boricha katta qiymatga ega bo‘lishi va haroratga bir qiymatli bog‘liqligi, qarshilik harorat koeffitsientining katta bo‘lmasligi va katta elektr o‘tkazuvchanlik.
Barcha materiallar va qotishmalar uchun TEYuK ning haroratga funksional bog‘liqligi murakkab bo‘lib, uni analitik ifodalash ancha qiyin. Platinorodiy — platina jufti bundan istisnodir. Bu juftlik uchun TEYuK bilan harorat orasidagi bog‘lanish 300 dan 1300°S gacha bo‘lgan oralikda, sovuq ulanma harorati 00S bo‘lganda yetarlicha aniqlikda parabolaga mos keladi:
E(t,t0)=a+bt+ct2 (6.14)
bu yerda, a b va s — surma (630,50S), kumush (950, 8°S) va oltin (10630C) larning qotish harorati buyicha aniqlanadigan doimiylar.

Hozirgi vaqtda quyidagi metall termoelektrodli termoelektr termometrlar qo‘llanadi. Ularning xarakteristikalari 2.3-jadvalda keltirilgan.

Xromel — kopelli (56% Si — 44%Ni) termoelektr termometrlar standart termometrlar orasida eng katta o‘zgartish koeffitsientiga ega (70...90 mk V/°S). Termoelektrod diametri 1 mm dan kam bo‘lgan termometrlar uchun chegaraviy qo‘llanishi 600°S dan kam va, masalan, diametri 0,2...0,3 mm bo‘lgan termoelektrodlar uchun faqat 400°S ni tashkil etadi. Yuqorigi o‘lchash chegarasi kopelli elektrod xarakteristikasining barqarorligiga bog‘liq
Nikel-xrom — nikel-alyuminiyli (94%Ni + 2%A1 + 2,5% Mn + 1 %Si+0,5% ko‘shilma) termometrlar turli muhit haroratlarini keng chegaralarda o‘lchash uchun ko‘llaniladi. Ular avval xromel-alyumelli termometrlar deb yuritilar edi. Nikel-alyuminiy simdan tayyorlangan termoelektrod oksidlanishga nikel-xromga nisbatan kamroq chidamli. Qo‘llanishning yuqorigi chegarasi termoelektrod diametriga bog‘lik. Diametri 3...5 mm bo‘lgan termoelektrodlar uchun qo‘llanishning yuqori chegarasi nikel-xrom-nikel-alyuminiyli termometrlarda 1000°S ni tashkil etadi. 0,2...0,3 mm diametr uchun 600°S dan ortiq emas.
Platina-rodiy (90% platina—10% rodiy)-platinali termometrlar uzoq vaqt davomida 0 dan 1300°S harorat oralig‘ida, qisqa vaqt davomida 1600°S gacha bo‘lgan oraliqda ishlashi mumkin. Mazkur termometrlar oksidlanadigan va neytral muhitlarda darajalash xarakteristikasining barqarorligini saqlaydi. Ulardan foydalanish maksadiga qarab, etalon namunali va ish termometrlariga bo‘linadi. To‘g‘ri ishlatilganda darajalash uzoq vaqt davomida o‘zgarmaydi. Kamchiliklariga termoelektr termometrlarning boshqa turlarinikiga nisbatan TEYuK kamligidir. Termoelektrod simi diametri 0,3 yoki 0,5 mm bo‘ladi.
Platinorodiy (30% rodiyli)—platinorodiyli (6% rodiyli) termoelektr termometrlar uzoq vaqt davomida haroratlarning +300 dan to 1600°S gacha oralig‘ida, qisqa vaqt davomida 1800°S gacha qo‘llanadi. Musbat elektrod — 30% rodiy va 70% platina qotishmasidan, manfiy elektrod 6% rodiy va 94% platina qotishmasidan tashkil topgan.
Mazkur termometrlar platinarodiy-platinali termometrlarga qaraganda darajalash xarakteristikalarining barqarorligi yukoriligi bilan ajralib turadi.
Volframreniy — volframreniyli (TVR—5/20 va TVR—10/20) termoelektr termometrlar uzoq vaqt davomida 0 dan 2200°S gacha va qisqa vakt davomida 25000S gacha, shuningdek, vakuumda, neytral va tiklanadigan muhitlarda haroratlarni o‘lchashga mo‘ljallangan
6.5 – jadval.
Standart termoelektr termometrlar

Termoelektr termometrlar turi	Darajalash belgisi, yangisi (eskisi)	Pastki o‘lchash chegarasi, 0S	Yuqorigi o‘lchash chegarasi, 0S
			Uzoq vaqt qo‘llanishda	Qisqa vaqt qo‘llanishda
Mis – kopelli	-	-200	100	600
Mis – mis-nikelli	T	-200	400	600
Temir – mis-nikelli	J	-200	700	900
Xromel – kopelli	(XK)	-50	600	800
Nikel–xrom – mis-nikelli	E	-100	700	900
Nikel–xrom – nikelli	K	-	-	-
Alyuminiyli (xromel-alyumelli)	(XA)	-200	1000	1300
Platinorodiy (10%) – platinali	S(PP)	0	1300	1600
Platinorodniy (30%) – platinorodiyli (6%)	V(PR)	300	1600	1800
Volframreniy (5%) – volframreniyli (20%)	(VR)	0	2200	2500

M usbat termoelektrod 95% volframdan va 5% reniydan yoki 90% volframdan va 10% reniydan tashkil topgan qotishma, manfiy elektrod 80% volframdan va 20% reynidan tashkil topgan qotishma.

Sanoatda termoelektr o‘zgartkichlarning 9 turidan foydalaniladi. 6.11 - rasmda ba'zi standart termoelektr termometrlarining EYuKi bilan harorat orasidagi bog‘lanish ko‘rsatilgan.
T XK turidagi termojuft boshqa standart termojuftlarga qaraganda ancha katta TEYuK hosil qila oladi.
Termoelektr generator, termoelektr sovitgich va turli o‘lchov asboblarida yarim o‘tkazgichli termojuftlar ishlatiladi. Ularning TEYuK metall va metall qotishmalaridan ishlangan oddiy termojuftlar TEYuKidan 5...10 marta katta.Bu termojuftlarda termoelektrod materiallar sifatida ZnSB va CdSb qotishmalari ishlatiladi.
Turli muhitlar haroratini o‘lchaydigan termojuftning sxemasi 7.6- rasmda ko‘rsatilgan. U g‘ilof 1, qo‘zg‘almas yoki qo‘zg‘aluvchi shtutser 2, ko‘zg‘almas shtutser bilan naycha 6 orqali, shtutser harakatda bo‘lganda esa g‘ilof bilan bevosita ulangan kallak 3 dan iborat. Qopqoqda izolyasion materialdan ishlangan ulagich 4 joylashgan. Bunda termojuftni o‘lchov asbobi bilan ulaydigan termoelektrod 5 va simlar uchun qisqichlari bor.
Himoya g‘iloflari ko‘pincha +1000°S gacha haroratlar uchun po‘latning turli rusumlaridan tayyorlanadi. Bundan ham yuqoriroq haroratlarda qiyin eriydigan birikmalardan tayyorlangan maxsus g‘iloflar ishlatiladi.
Oxirgi vaqtda kabell turdagi termoelektr termometrlar keng tarqalmoqda. Ular bosim 40 MPa bo‘lganda —50 dan +1100°S gacha bo‘lgan haroratlar oralig‘ida ko‘llanadi. Kabell turdagi termometrlarning muhim afzalligi ularning AESlarning energetik reaktorlarida ishlashga imkon tug‘diradigan radiatsion chidamliligi, shuningdek, issiqlik zarblariga, tebranishga va mexanik kuchlarga nisbatan chidamliligining yuqoriligi kiradi.
Sirt haroratlarini o‘lchashga mo‘ljallangan termoelektr termometrlar maxsus tuzilishga ega. Bunday termojuftlardan kimyo sanoatida keng foydalaniladi, ular turli uskuna, quvur, mashinalarning aylanuvchi qismi va hokazolarning sirt haroratini o‘lchashga xizmat qiladi.
Maxsus termoelektr termometrlardan vertikal uskunalarda (ammiak sintezi kolonnalarida, metanol va h.) haroratni o‘lchash uchun ishlatiladigan ko‘p zonali termometrlarni ko‘rsatish mumkin.
Termojuftlarning asosiy kamchiligi sifatida ularning inersionligining kattaligini ko‘rsatish mumkin (5 minutdan ham oshadi).
Termoelektr termometr erkin uchlari haroratining o‘zgarishini kompensatsiyalash usullari termojuft sovuq ulanmalari harorati o‘zgarmas bo‘lgandagina to‘g‘ri o‘lchash mumkin. Ammo bu haroratlar o‘zgarmas bo‘lib qola olmaydi. Shuning uchun, termometrning sovuq ulanmasini o‘lchash ob'ektidan nariroqqa haroratning o‘zgarmas zonasiga olish lozim. Shu maksadda maxsus kompensatsion (uzaytiruvchi) simlardan foydalaniladi.
Yuqorida aytilganidek, termojuft bilan haroratni o‘lchashda termojuftning erkin uchlaridagi haroratning o‘zgarishiga qarab tuzatish kiritiladi. Sanoatda avtomatik ravishda tuzatish kiritish uchun ko‘prik sxemalar ko‘llaniladi(6.12-rasm).
Ko‘prik termojuftga ketma-ket ulanadi. Uning R,1 R2, R3 qarshiliklari manganindan, R4 esa misdan ishlanadi. Rg qo‘shimcha qarshilik ko‘prikka berilgan kuchlanishni yetarli darajada ta'minlab berish uchun hizmat qiladi. Energiya o‘zgarmas tok manbaidan olinganda uning o‘zgarishiga karab, ko‘prikni turlicha darajalangan termojuftlar bilan ishlashga rostlash mumkin.
6.13 – rasm. Termojuft erkin uchlarining haroratini avtomatik kompensatsiyalash sxemasi

Termojuft kompensatsion ko‘prikkacha termoelektrod simlar bilan ulanadi, ko‘prikdan o‘lchash asbobigacha esa mis simlar ulanadi.

Termojuft 2 erkin uchlarining darajalanish haroratida ko‘prik 1 muvozanat xolatda bo‘lib, ko‘prikning ab uchlaridagi potensiallar ayirmasi nolga teng bo‘ladi. Erkin uchlarining harorati o‘zgarishi bilan birga R4 qarshilikning qiymati ham o‘zgaradi, natijada ko‘prik muvozanati buziladi va uning ab uchlaridagi potensiallar ayirmasi o‘zga-radi. Bu ayirmaning qiymati erkin uchlaridagi haroratning o‘zgarishi sababli paydo bo‘lgan TEYuK ning teskari ishorali qiymatiga teng bo‘ladi