Пределы допускаемых отклонений для температуры t

2. Вторичные приборы в термоэлектрических термометрах: непосредст­венной оценки, следящего уравновешивания, цифровые.

Магнитоэлектрические милливольтметры широко применяют для измерения температур в комплекте с термоэлектрическими термометрами, а также с другими преобразователями, рассматриваемыми ниже.

Магнитоэлектрические милливольтметры основаны на использовании сил взаимодействия между постоянным током, протекающим по проводнику (обмотке подвижной рамки), и магнитным полем постоянного неподвижного магнита. Сила, действующая на проводник, направлена всегда нормально к направлению тока и к направлению магнитного поля. Для определения направления этой силы обычно пользуются правилом левой руки. Направление силовых линий проводника с током определяется известным правилом буравчика.

Автоматические потенциометры широко применяются в различных отраслях промышленности для измерения и записи температуры в комплекте с термоэлектрическими термометрами, а также с телескопами (первичными преобразователями) пирометров полного излучения. Они одновременно могут быть использованы для измерения, записи и сигнализации или регулирования температуры. В этом случае потенциометры снабжаются дополнительным устройством для сигнализации или регулирования температуры. Некоторые модификации одноточечных потенциометров выпускаются с передающими преобразователями для дистанционной передачи измерительной информации. Автоматические потенциометры находят также широкое применение и для измерения других величин (давления, расхода, уровня и т. д.), изменение которых может быть преобразовано в изменение напряжения постоянного тока, Отличительной особенностью устройства автоматических потенциометров от рассмотренных выше переносных и лабораторных является то, что регулирование компенсирующего напряжения, а следовательно, и уравновешивание измеряемой термо-э. д. с. термометра или напряжения, осуществляемое перемещением движка по калиброванному реохорду, производится не вручную, а автоматически с помощью непрерывно действующего следящего устройства.

Схема автоматического потенциометра со следящей системой, работающей непрерывно, показана на рисунке 5.

Рисунок 5 - Схема автоматического потенциометра со следящей системой

Сигнал небаланса преобразуется во входном устройстве в электрический сигнал переменного тока и усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя РД, выходной вал которого будет вращаться в направлении, зависящем от полярности сигнала. Выходной вал реверсивного двигателя через систему кинематической передачи воздействует на движок реохорда измерительной схемы ИС, изменяя компенсирующее напряжение Uк.н до тех пор, пока оно не уравновесит измеряемую термо-э. д. с. Е (t, t0). Одновременно приводится в движение каретка с указателем и пером Кр (или печатающим устройством в многоточечных приборах), фиксируя значение измеряемой температуры (термо-э. д. с). Любые последующие изменения измеряемой термо-э. д. с. снова приводят в действие реверсивный двигатель, который с помощью движка реохорда измерительной схемы изменяет компенсирующее напряжение до значения, равного новому значению измеряемой термо-э. д. с, и приводит в движение каретку с указателем и пером, фиксируя новое значение измеряемой температуры.

Таким образом, в автоматических потенциометре усилитель выполняет функции нуль-органа и осуществляет одновременно усиление по напряжению и мощности сигнала разбаланса, поступающего от измерительной схемы, до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя, являющегося исполнительным механизмом следящей системы прибора.

Привод механизма продвижения диаграммной бумаги блока записи БЗ осуществляется синхронным двигателем СД, а в многоточечных приборах этот двигатель приводит в действие, кроме того, печатающее устройство каретки и двухполюсный переключатель термоэлектрических термометров.

Следящая система прибора, работающая непрерывно, используется также в безреохордных автоматических потенциометрах.

Рассматриваемые ниже автоматические потенциометры являются техническими общепромышленными приборами высокого класса точности. Они бывают показывающие, показывающие и самопишущие с записью на дисковой и ленточной диаграмме. Приборы с дисковой диаграммной бумагой служат для измерения и записи температуры в одной точке. Потенциометры с ленточной диаграммой изготовляются как одноточечные, так и многоточечные для измерения и записи температуры в нескольких (2, 3, 6 и 12) точках.

Приборы самопишущие одноточечные снабжаются пером или другим устройством, которое записывает непрерывной линией на движущейся диаграммной бумаге значение измеряемой температуры.

Многоточечные самопишущие приборы снабжаются кареткой с печатающим механизмом для многоцветной или одноцветной записи и двухполюсным переключателем, автоматически подключающим к измерительной схеме поочередно все присоединенные к прибору термоэлектрические термометры. После наступления компенсации печатающий механизм каретки отпечатывает точку с цифрой, обозначающей номер термометра, термо-э. д. с. которого в данный момент измеряется. Переключатель автоматически присоединяет к измерительной схеме прибора следующий термометр. Таким образом, запись измеряемой температуры осуществляется последовательностью точек с цифрами, которая при правильном выборе длительности цикла (времени между двумя последовательными отпечатками) и скорости движения диаграммы однозначно определяет непрерывную зависимость измеряемой температуры от времени.

Автоматические потенциометры в зависимости от их назначения выпускаются с градуировкой шкалы в градусах Цельсия и в единицах напряжения, обычно в милливольтах. При применении потенциометров с температурной шкалой необходимо иметь в виду, что их шкала действительна только для указанного на циферблате обозначения градуировки, а следовательно, и для определенного термоэлектрического термометра.

3. Автоматизация измерений температуры в ИК ИИС термоэлектриче­скими термометрами.

4. Термометры сопротивления: их датчики, вторичные приборы, норми­рующие преобразователи.

Термометры сопротивления - принцип действия, виды и конструкции, особенности использования

Один из наиболее популярных в промышленности типов термометров — термометр сопротивления, представляющий собой первичный преобразователь, для получения точного значения температуры от которого необходим дополнительный, нормирующий преобразователь или промышленный ПЛК - программируемый логический контроллер.

Термометр сопротивления представляет собой конструкцию, в которой проволока из платины или меди намотана на специальный диэлектрический каркас, размещенный внутри герметичного защитного корпуса, удобного по форме для монтажа.

Работа термометра сопротивления основана на явлении изменения электрического сопротивления проводника в зависимости от его температуры (от температуры исследуемого термометром объекта). Зависимость сопротивления проволоки от температуры в общем виде выглядит так: Rt=R0(1+at), где R0 – сопротивление проволоки при 0°C, Rt – сопротивление проволоки при t°C, а — температурный коэффициент сопротивления термочувствительного элемента.

В процессе изменения температуры, тепловые колебания кристаллической решетки металла изменяют свою амплитуду, соответственно изменяется и электрическое сопротивление датчика. Чем выше температура — тем сильнее колеблется кристаллическая решетка — тем выше оказывается текущее сопротивление. В приведенной выше таблице представлены типичные характеристики двух популярных термометров сопротивления.

Жаропрочный корпус датчика призван защитить его от механических повреждений в процессе измерения температуры того или иного объекта.

На рисунке: 1 - чувствительный элемент из платиновой или медной проволоки, в форме спирали, расположенный на керамическом стержне; 2 - пористый керамический цилиндр; 3 - керамический порошок; 4 - защитная наружная трубка из нержавеющей стали; 5 - токопередающие выводы; 6 - наружная защитная трубка из нержавеющей стали; 7 - головка термометра со съемной крышкой; 8 - клеммы для присоединения выводного провода; 9 - провод к фиксирующему прибору; 10 - втулка с резьбой для установки в трубопровод, имеющий патрубки с внутренней резьбой.

Если потребитель точно определился, для каких целей необходим термодатчик, и выбрал именно термометр сопротивления (термопреобразователь сопротивления), значит важнейшими критериями для решения предстоящей задачи явились: высокая точность (порядка 0,1°С), стабильность параметров, почти линейная зависимость сопротивления от температуры объекта, взаимозаменяемость термометров.

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)

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

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...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

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