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ThermoelektrischeTemperaturmesseinrichtung.
Die Länge der Schenkel der zur Messung hoher Temperaturen verwendeten, aus Edelmetallen, z. B. Platin und Platin-Rhodium, hergestellten Thermoelemente pflegt man mit Rücksicht auf ihren bohen Preis möglichst kurz zu wählen. Im allgemeinen reicht die Länge der Elementdrähte nicht dazu aus, um ihre Enden unmittelbar an das die Temperatur anzeigende Messgerät anklemmen zu können, sondern man pflegt die Enden der Elementschenkel durch besondere Leitungen mit den Klemmen des Messgerätes zu verbinden. Hit'bei kommt es sehr häufig vor, dass die Enden der Elementschenkel, die sogenannten'kalten Lötstellen, einer von der Temperatur des Messgerätes wesentlich verschiedenen, sehr hohen Temperatur ausgesetzt sind.
In solchem Falle ist aber die gemessene Temperatur um den Betrag derjenigen Temperaturdifferenz, welche zwischen den kalten Lötstellen und den Instrumentenklemmnen besteht, zu niedrig. Um diesen Fehler zu kompensieren, hat man bereits in Vorschlag gebracht, die Enden der Elementschenkel mit dem Messgerät mittels solcher Leitungen zu verbinden, welche aus voneinander und den Materialien der Element-
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noch eine weitere hinzntritt, welche durch die zwischen den kalten Lötstellen und den Instrumentenklemmen bestehende Temperaturdifferenz und durch die genannte Verschiedenheit der Materialien der beiden Verbindungsleitungen bedingt ist.
Auf diesem Wege lässt sich jedoch sehr schwer eine vollständige Kompensation erzielen, weil es sehr schwierig ist, diejenigen Kombinationen unedler Metalle zu finden, weiche der zur Erreichung der genauen Kompensation erforderlichen Bedingung genau entsprechen, und endlich auch des weiteren schwer ist, die betreffenden Metalle in grossen Mengen vollkommen gleichförmig herzustellen.
Man hat auch den Vorschlag gemacht, das aus Edelmetallen hergestellte Thermoelement selbst sehr kurz zu wählen und innerhalb der Armatur und in Reihe mit jenem ein zweites Thermoelement zu schalten, dessen warme Lötstelle genau der gleichen Temperatur ausgesetzt wird, auf welcher sich die ,,kalten" Lötstellen des Haupttermoelementes befinden, während die kalten Löstellen des Hilfsthermoelementes, zwischen welche ein Widerstand geschaltet ist, die Pemperatur der Anschlussklemmen besitzen.
Diese Einrichtung hat den Vorteil, dass man das Hauptthormoelement sehr kurz gestalten kann, besitzt indes eine Reihe von grossen Nachteilen, von welchen an dieser Stelle nur auf den einen hingewiesen zu werden braucht, dass die Frage der Kompensation der zwischen den Anschlussklemmen des Thermoelementes und dem Messgerät bestehenden Temperatnrdifferenz ungelöst bleibt.
Eine Kompensation dieser Temperaturdifferenz liesse sich nach Art des genannten Vorschlages in der Weise durchführen, dass man in Reihe mit dem Thermoelement oder der Elementkombination ein Hilfsthermoelement schaltet, dessen warme Lötstelle die Temperatur der Anschlussklemmen des Thermoelementes oder der Elementenkombination besitzt, während die kaltern Lötstellen des Hilfsthermoelementes auf die Temperatur des Messgerätes gebracht werden.
Eine solche Einrichtung würde indes den Übelstand an- weisen, dass man von dem Messgerät nach den Anschlnssklemmen des Thermoelementes hin
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vier Leitungen zu ziehen hätte, nämlich die beiden Verbindungsleitungen zum Thermoelement und ausserdem noch zwei Leitungen, welche die Schenkel des Hilfsthermoelementes bilden.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine einfache Kompensationseinrichtung, welche von allen Mängeln der obengenannten Einrichtung befreit und insofern sehr einfach ist, als zwischen den Anschlussklemmen des Thermoelementes und denjenigen des Messgeräts im ganzen nur drei Leitungen angeordnet zu werden brauchen.
Der Zeichnung gemäss besteht die Einrichtung aus folgenden Teilen : a, b sind die beiden Schenkel des Hauptthermoelementes. L ist seine warme Lötstelle, die der zu messenden Temperatur T ausgesetzt ist. An die Enden A, B der Elementschenkel die sogenannten ,,kalten Lötstellen" sind zwei aus gleichem Material, z. B. Kupfer, gefertigte Verbindungsleitungen c, d angeschlossen, deren Enden 0, D sich in unmittelbarer Nähe des Messgerätes befinden und dessen Temperatur ausgesetzt sind. An den Punkt B ist ausser der Leitung d auch noch eine Leitung f angeschlossen, die aus einem vom Material der Leitungen c, d verschiedenen Material gefertigt ist und in Kombination mit der Leitung d das kompensierende Hilfsthermoelement bildet.
Da der Endpunkt F der Leitung f ebenfalls wie D die Temperatur des Messgerätes besitzt, so ergibt das Hilfsthermoelement eine Thermokraft, welche durch die zwischen den Anschlussklemmen A, B und dem Messgerät bestehende Temperaturdifferenz bedingt ist. Parallel zu d und f, das heisst dem Hilfsthermoelement, ist ein zweckmässig regelbarer Widerstand W geschaltet.
Das zur Anzeige der zu messenden Temperaturen dienende Messgerät G ist an die End-
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Ei die Thermokraft des Hauptthermoelementes, E2 diejenige des Hilfsthermoelementes, il die Stromstärke in dem aus dem Messgerät G und den Drähten c. n, b bestehenden
Teil des Stromkreises, w1, den Widerstand des Messgerätes G und der Drähte c, a und h.
M den Widerstand des Drahtes d + W.
W :, den Widerstand dea Drahtes f.
Fernerhin : T die zu messende Temperatur, t die Temperatur der ,,kalten Lötstellen" A, B und der Lötstelle B des Hilfs- thermoelementes, to die Temperatur des Messgerätes.
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portional der Temperaturdifferenz T-t ist und E2 proportional t-to ist, d. h. : E1 = α(T - T) . . . . . . . . . . . . 2),
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i1 = #(T-T0) . . . . . . . . . . . . . . 7), d. h. es werden dann die Angaben des Messgerätes mit der zu messenden Temperatur- differenz T - 11) direkt proportional. Die hiezu erforderliche, in Gleichung 6) angegebene
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Gliedern in den Ausdrücken der Tbermo.
EMK der beiden Thermoelemente ab, so lässt sich nach der hier angegebenen Methode eine vollkommen genaue Kompensation erzielen, wenn auch die Thermokraft des Hilfsthermoelementes, d. h. die Konstante ss in verschiedenen Fällen verschieden gross ist. Wie auch aus Gleichung 6) zu ersehen, ist die
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Kompensation nach dieser Methode nur in denjenigen Fällen ausführbar, wenn die Konstante ss der Thermokraft des Hilfselemente grösser ist als die Konstante der Thermokraft a des Hauptelementes.
Da die Widerstände der Drähte d und f nicht genau konstant sind, sondern mit der anwachsenden Temperatur t veränderlich sind, so muss, um bei allen Werten von < eine
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werden. Aus diesem Grunde ist es zweckmässig, den Widerstand W regelbar zu machen und an dem zur Änderung des Widerstandes dienenden Organ eine zweckmässig in Temperaturgraden geteilte Skala anzuordnen, mit Hilfe welcher der Widerstand W gemäss den Änderungen der Temperatur t verschieden eingestellt werden kann.
An Stelle des einen Hilfstbermoelementes können auch mehrere Hilfsthermoelemente zur Anwendung gelangen. So kann man auch z. B. symmetrisch zu dem Thermoelement d, f ein zweites Thermoelement an der Verbindungsstelle A mit dem einen Schenkel c anordnen, wobei allerdings die von diesem zweiten Thermoelement entwickelte Thermokraft das entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen muss als die von dem Thermoelement d, f erzeugte Thermokraft.
Diese Temperatur-Kompensationseinrichtung lässt sich ebensogut auch in dem Falle anwenden, wenn an Stelle des einen Hauptthermoelementes eine aus mehreren in Reihe oder in der eingangs erwähnten Weise geschalteten Thermoelementen bestehende Kombination verwendet wird.
Der regelbare Abgleichwiderstand wird zweckmässig am oder im Messgerät selbst angeordnet.
Die zwischen dem Messgerät und der kalten Lötstelle befindlichen drei Leitungen c, d und f werden zweckmässigerweise zu einer dreiadrigen Litze oder einem solchen Kabel vereinigt.
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1. Einrichtung zur Kompensation des Einflusses der zwischen den Anschlussklemmen einer thermoelektrischen Messvorrichtung und dem Messgerät bestehenden Temperaturdifferenz, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Messgerät ausser der thermoelektrischen Messvorrichtung (Hauptthermoelement) noch ein zu einem zweckmässig regelbaren Abgleichwiderstand parallelgeschaltetes Hilfsthermoelement einwirkt, dessen warme Lötstelle durch die eine Anschlussklemme der thermoelektrischen Messvorrichtung und dessen einer Schenkel durch die von jener Anschlussklemme ausgehende Verbindungsleitung gebildet wird.