Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Стандартные термоэлектрические преобразователи - термопары





Таблица 1

Стандартные термоэлектрические преобразователи - термопары

Подгруппа ТЭП (термопары) Условное обозначение НСХ Диапазон длительного (кратковременного) применения, °С Коэффициент преобразования мВ/°С * 103
ТВР ВР(А)-1 (А- 1) ВР(А)-2 (А-2) ВР(А)-3(А - 3) 0...2200 (2500) 0...1800 (2500) 0...1800 (2500) 12,1...9,2 11,8...11,4 11,9...11,3
ТПР ПР(В) 300...1600 (1800) 3,1...5,9
ТПП ПП(S) ПП(R) 0...1300 (1600) 0...1300 (1600) 5,5...12,1 5,4...14,1
ТХА ХА(К) -200...1000 (1300) 16,1...39,0
ТХК ХК(L) ХК (E) -200...600 (800) -200...700 (900) 28,5...87,8 26,3...79,8
ТНН HH(N) -270...1300(1300) 0,9...36,2
ТМК МК(T) -200...700 (900) 16,4...61,7
ТЖК ЖК (J) -200...700 (900) 23,1...62,0

Зависимость развиваемой термопреобразователем термоЭДС от температуры рабочего спая t при нулевой температуре свободных концов t0 = 0 °С (т.е. E(t,0) = f(t)) называется номинальной статической характеристикой преобразования (НСХ). Она задается в виде таблиц (градуировочных) или формул и обозначается условным символом в русском и международном обозначении.

В соответствии с ГОСТ Р50431-92 в настоящее время для обозначения НСХ должны использоваться только латинские буквы (приведены в скобках).

В обозначениях преобразователей первым указывается положительный электрод (например, у преобразователя термопары ТХК положительный электрод — хромелевый, отрицательный — копелевый). На условных графических изображениях положительный электрод обозначается тонкой линией, отрицательный — толстой. При небольших диаметрах электродов верхний предел измерения может быть уменьшен. Термопреобразователь (термопара) ТПР (В) не развивает термоЭДС, если температура рабочего спая не превышает 300 °С (при температуре свободных концов 0 °С). Зависимости термоЭДС от температуры для термопар нелинейны, поэтому в пределах диапазона применения изменяется их коэффициент преобразования (чувствительность). В табл. 1 приведены округленные значения чувствительности в начале и конце диапазона применения.

Существуют другие разновидности термопреобразователей, статические характеристики которых могут быть не стандартизованы: например, сплав молибдена с рением MP 5/20, термопары на основе неметаллических материалов — графита и тугоплавких соединений (карбидов, нитридов и т.п.)

В табл. 2 и на рис. 2, а приведены статические характеристики термопар ХА, ХК, ПП. Из графиков видно, что наибольшую термоЭДС развивает термопара ХК, наименьшую (из этих трех) термопара ПП. Поэтому при невысоких температурах целесообразнее использовать термопреобразователи типа ТХК.

 

Таблица 2

Номинальные статические характеристики термоэлектрических преобразователей (термопар)

t °с ТЭП, Е, мВ t °С ТЭП, Е, мВ
ПП(S) ХА(К) ХК(L) ПП(S) ХА(К) ХК(L)
-240 - -6,344 -   5,751 27,022 53,484
-200 - -5,892 -9,488   6,274 29,128 57,856
-160 - -5,141 -8,207   6,805 31,214 62,200
-120 - -4,138 -6,575   7,345 31,277 66,469
-80 - -2,92 —4,431   7,892 35,314 -
-40 - -1,527 -2,500   8,448 37,325 -
  0,000 0,000 0,000   9,012 39,310 -
  0,299 2,022 3,306   9,585 41,269 -
  0,645 4,095 6,860   10,165 43,202 -
  1,029 6,137 10,621   10,754 45,108 -
  1,440 8,137 14,557   11,348 46,985 -
  1,873 10,151 18,639   11,947 48,828 -
  2,323 12,207 22,839   12,550 50,633 -
  2,786 14,292 27,132   13,155 52,398 -
  3,260 16,395 31,488   14,368 - -
  3,743 18,513 35,882   15,576 - -
  4,234 20,640 40,292   16,771 - -
  4,732 22,772 44,700   17,942 - -
  5,237 24,902 49,098 - - - -


 

Рис. 2. Номинальные статические характеристики преобразователей (я), схема изготовления рабочего спая (б) и способы измерения температуры пластины (в)

 

Наиболее линейная характеристика у термопар ХА. Наиболее точной из этих трех является термопара ПП. Отклонение реальной градуировочной характеристики от номинальной определяются классом термоэлектрических преобразователей (термопар). Классы обозначаются цифрами 1, 2, 3 (в порядке увеличения погрешности), причем внутри класса погрешность может зависеть от измеряемой температуры (табл. 3).

Коэффициентом преобразования (чувствительностью) термопары называется отношение изменения термоЭДС, вызванной изменением температуры рабочего конца к значению этого изменения S = ΔE/Δt (мВ/град) при небольших значениях Δt.

Для получения численных значений измеряемой температуры к термопреобразователю необходимо подключить показывающий прибор, измеряющий термоЭДС термопары (вторичный прибор), шкала которого должна быть в градусах. Такое соединение называется термоэлектрическим термометром. В дальнейшем будут использоваться все эти термины. Чтобы температурная шкала вторичного прибора была равномерной, желательно, чтобы коэффициент преобразования термопары (преобразователя) S не зависел бы от измеряемой температуры t в пределах диапазона измерения, в противном случае возникает необходимость в применении линеаризации. При оценке зависимости S = f(t) температурный интервал Δt в выражении S = ΔE/Δt следует брать возможно малым — теоретически нужно использовать производную S = dE/dt.

 

 

Таблица 3

Виды и конструкции

Итак, в зависимости от того, из какого материала выполнен чувствительный элемент термометра сопротивления, эти приборы можно строго разделить на две группы: медные термопреобразователи и платиновые термопреобразователи. Датчики, всюду применяемые на территории России и ближайших ее соседей, маркируются следующим образом. Медные — 50М и 100М, платиновые - 50П, 100П, Pt100, Pt500, Pt1000.

Наиболее чувствительные термометры Pt1000 и Pt100 изготавливают путем напыления тончайшего слоя платины на керамическую основу-подложку. Технологически достигается напыление малого количества платины (около 1 мг) на чувствительный элемент, дающее элементу небольшой размер.

Свойства платины при этом сохраняются: линейная зависимость сопротивления от температуры, устойчивость к высоким температурам, термостабильность. По этой причине наиболее популярные платиновые преобразователи сопротивления — это именно Pt100 и Pt1000. Медные элементы 50М и 100М изготавливаются путем ручной намотки тонкой медной проволоки, а платиновые 50П и 100П — путем намотки проволоки платиновой.

Особенности использования

Прежде чем монтировать термометр, необходимо убедиться, что его тип выбран правильно, что градуировочная характеристика соответствует поставленной задаче, что монтажная длина рабочего элемента подходит, и остальные особенности конструкции позволяют произвести установку на данное место, для данных внешних условий.

Датчик проверяют на отсутствие внешних повреждений, осматривают его корпус, проверяют целостность обмотки датчика, а также сопротивление изоляции.

Некоторые факторы могут негативно отразиться на точности измерений. Если датчик установлен в не то место, монтажная длина не соответствует рабочим условиям, плохое уплотнение, нарушение теплоизоляции трубопровода или иного оборудования — все это вызовет погрешность при измерении температуры.

Следует проверить все контакты, ведь если электрический контакт в соединениях прибора и датчика плохой, то это чревато погрешностью. Не попадает ли влага или конденсат на обмотку термометра, нет ли замыкания витков, правильно ли выполнена схема соединения (отсутствие компенсационного провода, отсутствие подгонки сопротивления линии), соответствует ли градуировка измерительного прибора градуировке датчика? Это важные моменты, на которые всегда стоит обращать пристальное внимание.

Вот типичные ошибки, которые могут возникнуть при монтаже термодатчика:

· Если на трубопроводе отсутствует теплоизоляция, то это неизбежно приведет к потерям тепла, поэтому место для измерения температуры должно быть выбрано так, чтобы все внешние факторы были учтены заранее.

· Малая или излишняя длина датчика может способствовать ошибке из-за неправильной установки датчика в рабочий поток исследуемой среды (датчик установлен не навстречу потоку и не по оси потока, как это должно быть по правилам).

· Градуировка датчика не соответствует регламентированной схеме для монтажа на данном объекте.

· Нарушение условия компенсации паразитного влияния изменяющейся температуры окружающей среды (не установлены компенсационные пробки и компенсационный провод, датчик подключен к прибору регистрации температуры по двухпроводной схеме).

· Не учтен характер среды: повышенная вибрация, химически агрессивная среда, среда повышенной влажности или повышенного давления. Датчик должен соответствовать условиям среды, выдерживать их.

Непрочный или неполный контакт на зажимах датчика из-за плохой пайки или из-за влажности (отсутствует герметизация проводки от случайного попадания влаги в корпус термометра)

 

Таблица 3.12. Технические характеристики измерительных преобразователей (нормирующих) для термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления

Тип Основная погрешность, % Сопротивление, Ом Сопротивление цепи выхода (нагрузка и линия связи), кОм Амплитуда пульсации выходного сигнала, % Потребляемая мощность, В·А Быстродействие, с Габаритные размеры, мм Масса, кг
входной цепи (оба провода линии связи и термоэлектрический преобразователь) линии связи с термопрсобразователем сопротивления (каждый провод) для выхода
0—5 мА 4—20 мА 0—10 В
Ш78 0,4—1,0   2,5   0,2—0,5   0,5 60×160×355  
Ш79 0,4—0,6   0,2—0,3
П282 0,5; 1,0 300 *     0,6     77×260×200
Ш703 0,53—1,35 0,5   0,5 60×160×350 3,5
Ш705 0,5—1,12 30 **  
Примечания: 1. Значения зависят от номинальной статической характеристики и пределов измерения (графа 2). 2. Проценты принимаются от верхнего предела измерения выходного значения сигнала (графа 8). 3. Быстродействие — это время, в течение которого выходной сигнал входит в зону предела допускаемой основной погрешности при изменении входного сигнала от нуля до 100 % или наоборот (графа 10).
* Максимальная длина проводов в 250 метров является ограничением сопротивления, при этом индуктивность линии связи не более 10¯³ Гн.
** Линия связи должна иметь индуктивность не более 10³ Гн и ёмкость — не более 0,25 мкФ.

 

Приборы предназначены для щитового монтажа. Измерительные преобразователи для ТС оснащены сопротивлениями для подгонки сопротивления линий связи; подключение осуществляется по трехпроводной схеме.


Нормирующие преобразователи в искробезопасном исполнении оснащены входными искробезопасными цепями уровня «ia», выполненными в соответствии с ГОСТ 22782.5—78.

Нормирующие преобразователи устанавливают вне взрывоопасных зон.

Первичные преобразователи (ТП и ТС) обыкновенного исполнения, не имеющие собственных источников питания, сосредоточенных индуктивностей и емкостей и работающие в комплекте с нормирующим преобразователем в искробезопасном исполнении, предназначены для работы во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок.

Искробезопасность нормирующего преобразователя не нарушается при подключении к выходу нагрузки, имеющей собственный источник питания от сети.

Приборы служат для работы при температуре окружающего воздуха 5—50 °С, исключая приборы типа Ш78 и Ш79, которые работают при температуре 5—60 °С; относительная влажность воздуха до 80 %.

 

 

5. Автоматизация измерений температуры в ИК ИИС термометрами со­противления.

 


 

6. Пирометры излучения: квазимонохроматические

 

Рис. 1.10 Принципиальная схема цветового пирометра ЦЭП-2М

Сила тока пропорциональна величине lnR, т.е. линейно зависит от обратной величины абсолютной температуры тела 1/T. Выходной ток логарифмирующего устройства измеряется и регистрируется показывающим и регистрирующим магнитоэлектрическим гальванометром 7, шкала и диаграмма которого градуированы в градусах. Прибор градуируется по абсолютно черному телу, поэтому его показания соответствуют истинной температуре абсолютно черного тела, а также "серых" тел.

Диапазон измерения пирометра ЦЭП-2М от 1400 до 2500°С. Этот диапазон разбит на несколько поддиапазонов. Переход от одного поддиапазона к другому производится с помощью специальных добавочных светофильтров.

В отличие от пирометров с исчезающей нитью на показания цветового пирометра практически не влияют изменения коэффициента излучающей способности тела, обусловленные изменением его температуры, состояния поверхности, состава и другими причинами, а также не влияет ослабление излучения не вполне прозрачной атмосферой между объектом и датчиком. Благодаря этому цветовой пирометр обеспечивает высокую точность измерения: основная погрешность при измерении температуры "серых" тел не превышает ±1% верхнего предела измерения для данного поддиапазона. Пирометр ЦЭП-2М предназначен для непрерывного измерения и регистрации температуры в металлургической промышленности и может также быть использован в системах автоматического регулирования производственных процессов.

 

 


 

8. Пирометры излучения: полного излучения.

 

Рис. 1.11 Принципиальная схема радиационного пирометра

температур, при которых методы оптической и цветовой пирометрии неприемлемы, например, для измерения невысоких температур движущихся предметов.

Радиационные пирометры, как и цветовые, пригодны для непрерывного измерения и регистрации температуры, а также для применения в системах автоматического регулирования. При измерении температуры тел, близких по излучающей способности к абсолютно черному телу, основная погрешность измерения не превышает 1% верхнего предела измерения.

 


 

9. Манометры: жидкостные, деформационные, электрические.

 

Жидкостные манометры

В жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатистическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Такие манометры выполняются двухтрубными ( или U-образными) и однотрубными ( или чашечными) (рис. 2.2).

А) б)

Рис. 2.2 Жидкостные манометры

В двухтрубных манометрах (рис.2.2, а) разность давлений Р определяется по высоте столба жидкости h, уравновешивающей эту разность

Р = Р1 – Р2 = h r q,

где r - плотность рабочей жидкости, кг/м3; q – ускорение свободного падения, м/с2.

В чашечных манометрах (рис. 2.2, б) одна из трубок заменена широким сосудом, в который подается большее из измеряемых давлений. Рабочая жидкость доливается в манометр до нулевой отметки. При измерении объем жидкости, вытесненный из широкого сосуда, равен объему жидкости, поступившей в измерительную трубку. Разность давлений Р определяется по уравнению:

Р = Р1 – Р2 = r q (h1 +h2) = r q h2 (1 + ¦/F),

где ¦, F – площади поперечного сечения измерительной трубки и широкого сосуда.

Если F/¦ = 400, то изменением уровня жидкости в широком сосуде пренебрегают (h2 = 0) и при измерении учитывают только уровень в измерительной трубке. В качестве жидкостей используется вода, ртуть, трансформаторное масло. Для исключения влияния капиллярных сил в манометрах рекомендуется использовать стеклянные трубки с внутренним диаметром 8-10 мм.

Рис. 2.3 Жидкостный микроманометр

Пределы измерения жидкостных манометров не превышают 105 Па и зависят от геометрических размеров системы и от плотности рабочей жидкости. Для двухтрубных манометров погрешность измерения составляет 62 мм, а для чашечных 61 мм. Для уменьшения погрешности измерения используют чашечные манометры с наклонной трубкой (микроманометры).

Жидкостные манометры применяются для измерения избыточного давления больше атмосферного и для измерения давления меньше атмосферного (вакуумметрического). Для жидкостных манометров кроме погрешности измерения высоты столба жидкости, необходимо учитывать погрешности, обусловленные отклонением от расчетных значений местного ускорения свободного падения, плотности рабочей жидкости, расхождение температурных коэффициентов шкалы, стекла и

рабочего вещества. Местное ускорение свободного падения рассчитывается по уравнению:

q = qн 1 – 0,0026 соs (2 j) –2 · 10-7 Н],

где qн – нормальное ускорение свободного падения, равное 9,80665 м/с2; j - отклонение географической широты от широты 45 ºС, соответствующей нормальному ускорению свободного падения; Н – высота над уровнем моря, м.

Высота столба рабочей жидкости, измеренная при температуре t, ºС (ht), приводится к 0 0С (h0) по формуле:

h0 = ht [1-(b- a) · t ],

где b – коэффициент видимого расширения рабочего вещества в стекле (для ртути b = 0,99918, воды b = 0,0002, этилового спирта b = 0,0011) 1/°С; a - температурный коэффициент линейного расширения материала шкалы (для стекла a = 0,000009, латуни a = 0,000019; стали a = 0,000011), 1/°С.

К жидкостным манометрам относятся также колокольные дифференциальные манометры, которые применяются для измерения разности давлений от 100 до 1000 Па. Колокольный дифманометр (рис. 2.4) представляет собой колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола. Измеряемая разность давлений в колокольных дифманометрах определяется по положению колокола. Противодействующая измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатическое уравновешивание) или деформацией пружины, на которой подвешивается колокол (механическое уравновешивание).

Рис.2.4 Колокольный дифференциальный манометр

При гидростатическом уравновешивании в результате перемещения толстостенного колокола изменяется архимедова сила, что приводит к уравновешиванию колокола в различных положениях при соответствующих разностях давлений. При механическом уравновешивании перемещение тонкостенного колокола вызывает деформацию соединенной с ним пружины, в результате чего происходит уравновешивание. Предельно допускаемое рабочее избыточное давление измеряемой среды 0,25 МПа. В качестве заполнителя поплавкового сосуда используются различные масла, ртуть, спирты.

Достоинством жидкостных манометров и дифманометров являются их простота и надежность при высокой точности измерений. К недостаткам следует отнести возможность выплескивания рабочей жидкости при резких изменениях давления в мерительную линию или атмосферу.

Деформационные манометры

По мере развития промышленности, особенно в связи с появлением паровых машин и железных дорог, потребовались более удобные, чем жидкостные манометры приборы. Деформационные манометры содержат упругие чувствительные элементы, осуществляющие преобразование давления в пропорциональное перемещение рабочей точки этого элемента. Рабочий диапазон выбирается в области упругих деформаций с обеспечением запаса на случай перегрузки чувствительного элемента.

Первый деформационный манометр с трубчатым чувствительным элементом был изобретен случайно. Рабочий, при изготовлении змеевика для дистилляционного аппарата, сплющил поперечное сечение цилиндрической трубки, изогнутой по спирали. Тогда, чтобы восстановить форму трубки, один конец ее заглушили, а в другой конец насосом дали давление воды. При этом часть трубки с деформированным сечением приняла цилиндрическую форму, а спираль на этом участке разогнулась. Этот эффект был использован немецким инженером Шинцем, который в 1845 г. применил трубчатый чувствительный элемент для измерения давления. Промышленное производство трубчатых деформационных манометров было организовано французским фабрикантом Бурдоном, получившим в 1849 г. патент на изобретение одновитковой трубчатой пружины, именем которого она до сих пор часто называется («трубка Бурдона»). В 1850 г. Примавези и Шеффер изобрели мембранный манометр, а несколько позже в 1881 г. Клейманом получен патент на сильфонный манометр.

В зависимости от типа применяемого чувствительного элемента деформационные манометры разделяются на трубчато-пружинные, сильфонные и мембранные.

А) б)

Рис. 2.6 Многовитковые манометры

Трубчатая пружина 1 (рис.2.6, а) припаяна к неподвижному держателю 2, заканчивающимся ниппелем 3. Запаянный конец трубки соединен с тягой 4, передающей перемещение пружины на ось 5, которая посредством рычажной системы соединяется с указательной манометрической стрелкой. Угол раскручивания многовитковой пружины значительно больше по сравнению с одновитковой. Многовитковая пружина может быть выполнена как из металла, так и из других материалов. На (рис. 2.6, б) изображен стеклянный деформационный манометр, где стеклянная трубчатая спираль 1 размещена в стеклянном чехле 2, давление в котором может быть равно атмосферному, быть больше или меньше него. Отсчет показания прибора производится по отклонению зеркала 3 при помощи метода зеркала и шкалы. Такой прибор позволяет измерять давление с точностью до 1 мм рт. ст. при сравнительно малых разностях давления внутри и снаружи спирали.

Деформационные манометры выполняются двух типов: показывающие и самопишущие. Для автоматизации проведения эксперимента как показывающие, так и самопишущие манометры содержат дополнительные устройства для преобразования перемещения конца запаянной трубчатой пружины в пропорциональный электрический или пневматический сигнал.

Мембранные манометры

Принцип действия мембранных манометров основан на измерении деформации гофрированной мембраны, односторонне нагружаемой контролируемым давлением. Максимальный прогиб мембран (1 мм) значительно меньше хода трубчатых пружин (2-3 мм), вследствие чего кинематическая передача на стрелку прибора должна иметь большее передаточное число. Мембраны обладают значительной жесткостью и потому менее восприимчивы к вибрациям. Защита от агрессивных жидкостей и газов обеспечивается нанесением на мембраны защитных покрытий или пленок. Защита мембран от перегрузок по давлению осуществляется сравнительно просто. Диапазон измерения мембранных манометров находится в пределах 63…4000 мм.вод.ст. и 0,6…25 бар. По точности измерения обычно выпускаемые промышленностью мембранные манометры соответствуют классу 1,6 (погрешность не превышает 1,6% диапазона измерения).

Одна из типичных конструкций деформационных манометров с мембранным УЧЭ (упругим чувствительным элементом) представлена на рис. 2.7.

Рис. 2.7 Деформационный манометр с мембранным УЧЭ

Манометр содержит гофрированную мембрану 9, герметично закрепленную между фланцами 8 и 10, жесткий центр 7 которой шарнирно соединен с тягой 6. Перемещение мембраны под действием давления, подаваемого через штуцер фланца 10, шарнирно-рычажным механизмом и зубчатым сегментом 4 с трубкой, насаженной на ось 3, преобразуется в угловое вращение стрелки 2 относительно шкалы, нанесенной на циферблат 11, который смонтирован на корпусе 5 манометра. Передаточный механизм и стрелка монтируются на жестко связанную с корпусом стойку 1.

Отличительная особенность конструкции манометра – защита мембраны УЧЭ от перегрузок давлением, благодаря ограничению перемещения мембраны плоской поверхностью фланца 8. Преимущество мембранных манометров — хорошая стабильность нулевого положения стрелки при изменениях температуры окружающей среды. Однако любая мембрана, в том числе и гофрированная, обладает приемлемой линейностью при относительно небольшом рабочем ходе, соизмеримым с толщиной мембраны. Поэтому в манометрах этого типа применяются переда­точные механизмы с большим передаточным отношением, точность которых во многом определяет метрологические характеристики манометров.

Сильфонные манометры

Сильфоном называется тонкостенная цилиндрическая трубчатая оболочка с поперечной кольцевой гофрировкой (с целью увеличения её прогиба под действием давления). Сильфоны изготовляют в двух вариантах: бесшовные из тонкостенных цельнонатянутых трубок (рис.2.8, а) и сварные из плоских гофрированных кольцевых мембран (рис.2.8, б). Сварные сильфоны более чувствительны, чем бесшовные, т.к. могут быть изготовлены с большей глубиной гофров, более стабильны по своим упругим свойствам, а также более просты в изготовлении. Однако большое количество сварных швов снижает надежность таких сильфонов.

Цельнонатянутые сильфны применяют чаще. Сложность технологии бесшовных сильфонов ограничивает выбор материалов, пригодных для их изготовления. Бесшовные сильфоны изготавливают из нержавеющей стали, бериллиевой бронзы. Основными размерами являются: наружные диаметры D=4,5…160 мм, толщина стенок d=0,08…0,25 мм, число витков n=4…16.

Рис. 2.8 Сильфон:

Рис. 2.9 Схема пьезоэлектрического манометра

Измеряемое давление с помощью мембраны 1 преобразуется в усилие, сжимающее кварцевые пластины 2. Электрический заряд, возникающий на металлизированных плоскостях 3 под действием усилия F со стороны мембраны 1, определяется выражением

,

где р –давление, действующее на металлическую мембрану 1 с эффективной площадью S; k – пьезоэлектрическая постоянная, Кл/Н.

Напряжение на входе усилителя, подключённого к выходу пьезопреобразователя, определяется общей ёмкостью измерительной цепи С:

.

Кварц в отличие от других сегнетоэлектриков, обладающих пьезоэффектом, является механически прочным и имеет высокую жёсткость.

Пьезоэлектрическая постоянная, составляющая около Кл/Н, отличается стабильностью и слабой зависимостью от температуры, что позволяет использовать пьезопреобразователи для измерения давления высокотемпературных сред. Из-за утечки заряда пьезоэлектрические преобразователи не используются для измерения статических давлений. С целью повышения чувствительности несколько кварцевых пластин включаются параллельно. Верхний предел измерения давления у этих приборов достигает 100 МПа (1000 кгс/см2).

А б

Рис. 2.10 Схема устройства тензопреобразователя:

Ионизационные манометры

Ионизационные манометры — наиболее чувствительные измерительные приборы для очень низких давлений. Для измерения давления в диапазоне 10-1…10-8 Па используются ионизационные манометры. Они измеряют давление косвенно через измерение ионов образующихся при бомбардировке газа электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше ионов будет образовано. Термоэлектроны соударяются с атомами газа и генерируют ионы. Ионы притягиваются к электроду под подходящим напряжением, известным как коллектор. Ток в коллекторе пропорционален скорости ионизации, которая является функцией давления в системе. Таким образом, измерение тока коллектора позволяет определить давление газа. Имеется несколько подтипов ионизационных манометров.

Большинство ионных манометров делятся на два вида: горячий катод и холодный катод. Третий вид — это манометр с вращающимся ротором более чувствителен и дорог, чем первые два. В случае горячего катода электрически нагреваемая нить накала создаёт электронный луч. Электроны проходят через манометр и ионизуют молекулы газа вокруг себя. Образующиеся ионы собираются на отрицательно заряженном электроде. Ток зависит от числа ионов, которое, в свою очередь, зависит от давления газа. Принцип манометра с холодным катодом тот же, исключая, что электроны образуются в разряде созданным высоковольтным электрическим разрядом.

Схема ионизационного манометра с горячим катодом представлена на рис. 2.12. Основным элементом манометра является стеклянная манометрическая лампа, содержащая катод 1, который находится внутри анодной сетки 2, окруженной цилиндрическим ионным коллектором 3.

Рис. 2.12 Схема ионизационного манометра

Эжектируемые раскаленным катодом электроны ускоряются положительным напряжением, приложенным между анодом и катодом. При движении электроны ионизируют молекулы разреженного газа. Положительные ионы попадают на отрицательно заряженный коллектор 3. При постоянстве анодного напряжения и электронной эмиссии величина коллекторного тока Iк зависит от измеряемого давления.

 

 


 

10. Преобразователи давления с унифицированными пневматическими и электрическими сигналами.

 

Датчик давления.

Это устройства, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код. Датчики давления находят широкое применение в системах управления технологическими процессами. Давление один из важнейших параметров многих производственных циклов.

Датчики давления используются для измерения давления в различных (в том числе агрессивных) средах. Стандартные датчики измеряют абсолютное, дифференциальное и относительное давление в различном диапазоне. Также датчик может замерять расход жидкости и ее уровень. Активное применение датчики давления нашли практически во всех отраслях современной промышленности: например, в энергетике.

Каждая модель датчика, выпускаемая производителем, имеет несколько исполнений, отличных друг от друга типом механических и электрических соединений, выходным сигналом, наличием разделителя, дисплея, радиатора. При этом принцип работы датчика одной модели и основные конструкторские решения остаются одинаковыми, вне зависимости от исполнения модели.

Основной элемент любого датчика давления – чувствительный элемент. Он отвечает за точность измерения (величину погрешности), долговечность и надежность датчика. В каталоге компании «РИЗУР» вы можете выбрать датчики Fuji Electrics с наиболее высокой точностью (0,04%) и малогабаритные датчики BD Sensors, а также преобразователи давления этих и других производителей.

 

Преобразователи давления

Преобразователи давления используются для трансформации значения давления абсолютного, избыточного, гидростатического, разрежения, а также разности давления жидких сред и трансформации значения уровня в токовый унифицированный выходной сигнал и сигнал цифровой на базе протокола HART. Также преобразователи давления могут трансформировать значения уровня жидкости и расхода газа и жидкости.

Поскольку давление является одним из важнейших параметров многих производственных процессов, преобразователи пользуются высоким спросом для монтажа в автоматических системах управления производством. В каталоге компании «РИЗУР» вы найдете преобразователи давления отечественного и иностранного производства различного исполнения. Модели имеют точность от 0,25 до 1%. Все продукция прошла сертификацию, что подтверждено документально. Это позволяет гарантировать точность оборудования, его соответствие заявленным характеристикам, качество, долговечность и надежность. Каждая модель в каталоге подробно описана, что позволит вам быстро определиться с выбором и приобрести КИПиА наиболее соответствующие вашим ожиданиям.

 

Унифицированные сигналы ГСП

Унифицированный сигнал ГСП — сигнал дистанционной передачи ин­формации с унифицированными параметрами,, обеспечивающий информацион­ную связь и совместимость приборов и средств ГСП.

Пределы изменения аналоговых пневматических унифицированных входных и выходных сигналов ГСП в рабочем диапазоне (ГОСТ 26015—83) составляют 20—100 кПа (0,2—1,0 кгс/см2).

 

Уровни дискретных пневматических унифицированных входных и выход­ных сигналов ГСП (ГОСТ 26015—83) зависят от значений условных сигналов и составляют: для «0» не менее 0 и не более 10 кПа (0 и 0,1 кгс/см2); для «1» не менее 110 и не более 154 кПа (1,1 и 1,54 кгс/см2).

Номинальные значения давления воздуха питания приборов и устройств согласно ГОСТ 13053—76 составляют: для приборов и устройств получения информации о состоянии процесса, преобразования и хранения информации (измерительные преобразователи, регуляторы, контрольно-измерительные приборы, вычислительные и функциональные устройства) — 0,14 МПа (1,4 кгс/см2);

для приборов и устройств ввода, вывода и использования информации и вспомогательных (исполнительные механизмы, сигнализаторы, панели управления и контроля н др.) — 0,14; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0 МПа (1,4; 2,5; 4,0; 6,0 или 10,0 кг/см2).

Параметры электрических унифицированных входных и выходных сиг­налов тока и напряжения в рабочем диапазоне установлены ГОСТ 9895—78, ГОСТ 26010—83, ГОСТ 26011—83, ГОСТ 26013—83, ГОСТ 26014—83.

Для аналоговых токовых входных и выходных сигналов постоянного тока, мА, пределы их изменения составляют: 0—5; (—5) — 0—5; 0—20; (—20) — 0 — 20; (+ 4) — 20.

Для аналоговых входных и выходных сигналов напряжения постоян­ного тока, В, пределы их изменения составляют: 0—1; (— I)—0—1; 0—5; (— 5) — 0—5; +1—5; 0—10; (— 10) — 0 — 10.

Входные сопротивления прибора или устройства с входными сигналами постоянного тока, Ом, должны быть: для сигналов 0 — 5; (— 5) — 0 — 5 мА; для сигналов 0 — 20; (— 20) — 0—20; +4 — 20 мА — не более 200 Ом; для сигнала (— 100)







ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.