Термосопротивления тсм и тсп назначение устройство и принцип действия – Термопреобразователи сопротивления. Устройство, характеристики, виды и типы, схемы термопреобразователей сопротивления ТСП, ТСМ, ТСПУ, ТСМУ.

alexxlab | 12.04.2018 | 0 | Вопросы и ответы

Термопреобразователи сопротивления. Устройство, характеристики, виды и типы, схемы термопреобразователей сопротивления ТСП, ТСМ, ТСПУ, ТСМУ.

Разновидности и конструкция термопреобразователей сопротивления

Платиновые термопреобразователи сопротивления (ТСП) могут иметь следующие сопротивления при 0 °С: 1, 5, 10, 50, 100 и 500 Ом, и поэтому имеют следующее обозначение номинальных статических характеристик 1П, 5П, 10П, 50П, 100П и 500П. ТСП используются для измерения температуры в интервале (-260… 1100) °С и являются наиболее распространенным типом термопреобразователей сопротивления. При выборе ТСП следует использовать общий принцип — низкоомные ТС необходимо применять для измерения высоких температур, а высокоомные — для измерения низких температур.

Кроме того, при использовании высокоомных ТСП влияние изменения сопротивления внешней линии сказывается меньше, чем при использовании низкоомных. Недостатком платиновых ТС является нелинейность статической характеристики, особенно в области высоких и отрицательных температур, возможность загрязнения платины при высоких температурах, подверженность воздействию восстановительных и агрессивных газов. В интервале температур (0…600) °С зависимость сопротивления от температуры описывается нелинейным выражением

Rt = R0(1 + At + Bt²)

Обычно в таблицах задаются значения Wt = Rt / R0 в зависимости от температуры. В этом случае номинальные статические характеристики преобразования рассчитываются по (2) и даны в табл. 2. предыдущей статьи.

Для изготовления платиновых термопреобразователей сопротивления используется проволока диаметром от 0,05 до 0,1 мм (для использования в температурном интервале до 750 °С) и диаметром (0,2…0,5) мм для измерения температур до 1100 °С. Типовой конструкцией чувствительного элемента является конструкция, представленная на рис. 2.

Рис. 2. Чувствительный элемент платинового термопреобразователя:

1 — платиновые спирали; 2 — керамический каркас; 3 – изоляционный порошок;  4— выводы; 5 — глазурь; 6 — металлическая оболочка

Чувствительный элемент состоит из соединенных последовательно двух платиновых спиралей 1, расположенных в каналах керамического каркаса 2. Каналы каркаса со спиралями заполняются порошком 3 (обычно это оксид магния), который служит изолятором и улучшает тепловой контакт проволоки с каркасом. К концам спиралей припаяны короткие выводы 4 из платиновой или иридиевой проволоки, к которым затем припаиваются изолированные выводные проводники. Торцы керамического каркаса герметизируются специальной глазурью 5. Каркас помещается в тонкостенную металлическую оболочку 6, которая также заполняется порошком и закрывается пробкой, через которую пропущены выводы. Каркас может иметь четыре канала для размещения двух спиралей (двойные ТС). Такая конструкция обеспечивает хорошую герметичность чувствительного элемента, незначительное механическое напряжение платиновой проволоки, достаточную прочность и вибростойкость. Длина платиновых чувствительных элементов обычно равна 50…100 мм при диаметре 3…6 мм. Все свободное пространство заполнено изолирующим порошком. Предельные погрешности ТСП приведены в табл. 1. предыдущей статьи

Медные термопреобразователи сопротивления (ТСМ) применяются для длительного измерения температуры в интервале от -200 до 200 °С. К достоинствам меди как материала для чувствительных элементов следует отнести дешевизну, возможность получения в чистом виде, хорошую технологичность, линейность зависимости сопротивления Rt от температуры t. Статическая характеристика преобразования у ТСМ описывается уравнением  

Rt = R0(1 + α * t), где α — температурный коэффициент, равный

0,00428 °С^-1, R0 — сопротивление ТСМ при 0 °С.

Линейность статической характеристики является достоинством меди, а ее недостатком — интенсивная окисляемость, что ограничивает диапазон применения ТСМ температурой 200 °С и требует покрытия изоляцией проволоки чувствительного элемента. Проволока может покрываться либо эмалью, либо кремнийорганической изоляцией. Чувствительный элемент медного термопреобразователя сопротивления состоит из медной изолированной проволоки диаметром 0,1 мм, намотанной на каркас (рис. 3, а).

Рис. 3. Чувствительные элементы медных термопреобразователей:

а — с каркасной намоткой:  1 — намотка; 2 — каркас; 3 — слой лака; 4 — защитная оболочка; 5 — выводы; б — с бескаркасной намоткой: 1 — намотка; 2 — фторопластовая оболочка; 3 — защитная оболочка; 4 — изолирующий порошок; 5 — выводы

Намотка должна быть безындуктивной, т.е. индуктивное сопротивление чувствительного элемента (ЧЭ) термопреобразователя сопротивления должно быть минимальным. Это связано с тем, что ЧЭ содержит большое число витков медного провода и при обычной намотке будет иметь значительную индуктивность. Поскольку вторичные приборы для ТС (автоматические мосты) имеют измерительные схемы, питаемые электрическим переменным током, индуктивное сопротивление одного из плеч (в данном случае ЧЭ) будет влиять на режим уравновешивания. Для обеспечения безындуктивности обычно выполняется бифилярная намотка — намотка вдвое сложенным проводом. Поверхность намотки покрывается слоем лака. К концам проволоки припаиваются медные выводы диаметром 1… 1,5 мм. ЧЭ помещается в металлическую защитную оболочку, засыпанную изолирующим порошком и герметизированную. Чувствительные элементы могут быть бескаркасными (рис. 3, б). Они изготавливаются из медной проволоки диаметром 0,08 мм безындуктивной намоткой. Отдельные слои скреплены лаком, а затем весь ЧЭ обернут фторопластовой пленкой. ЧЭ помещается в тонкостенную металлическую оболочку, которая засыпается изолирующим порошком и герметизируется.

Недостатком меди, как материала для термопреобразователя сопротивления, является также малое удельное сопротивление, так как для изготовления ЧЭ при этом требуется много проволоки, что увеличивает размеры ЧЭ и ухудшает динамические свойства ТС.

По ГОСТ Р50353-92 медные термопреобразователи сопротивления (сокращенное обозначение ТСМ) должны иметь номинальное сопротивление при 0 °С, равное 10, 50, 100 Ом, при этом номинальные (т.е. идеальные) статические характеристики преобразования (НСХ) условно обозначаются ЮМ, 50М, 100М (таким образом, в обозначении НСХ цифра — это сопротивление термопреобразователя сопротивления при 0 °С в омах, буква — обозначение материала — медь). Для всех разновидностей ТСМ аналитическое выражение НСХ одинаково:

Rt = R0 (1 + α * t)

причем коэффициент α  = 0,00428 (1/°С) одинаков для всех ТСМ (по стандартам МЭК он может быть равным 0,00426 1/°С). Различие НСХ только в значении R0. Медные ТС обычно выпускаются с классами допуска В и С. Предельные значения отклонений приведены в табл. 1. предыдущей статьи

В общем виде чувствительность для термопреобразователя сопротивления определяется выражением

S = ΔRt / At,          (5)

при Δt стремящемся к нулю

S = dRt / dt,        (6)

где d — символ производной.

По табл. 1 погрешность термопреобразователя сопротивления выражается в градусах (Δt). Она может быть выражена в единицах сопротивления ΔR, связанных с Δt (в градусах) через коэффициент преобразования:

ΔR = Δt * S.               (7)

Арматура ТС бывает двух исполнений: с головкой и без нее. В головке ТС имеются контакты, к которым подсоединяются выводные проводники от ЧЭ и сальниковый ввод для линии связи со вторичным устройством. Внутреннее устройство ТС с головкой представлено на рис. 4.

Чувствительные элементы помещаются в защитную арматуру, подобную изображенной на рис. 4.

Рис. 4. Устройство термопреобразователя сопротивления с головкой и без крепежных деталей:

1 — чувствительный элемент; 2 — защитная арматура; 3 — выводы; 4 — изоляция; 5 — герметик; 6 — головка; 7 — клеммная сборка; 8 — зажимы; 9 — жилы кабеля; 10 — кабель; 11 — гайка

Выводные (от ЧЭ) проводники пропускаются через каналы керамического изолятора, все свободное пространство внутри арматуры засыпается керамическим порошком. В верхней части арматура герметизируется. В головке располагается сборка зажимов, к которой подсоединяются выводные проводники чувствительного элемента и провода внешней линии. На внешней стороне арматуры может располагаться подвижный или неподвижный штуцер. На контролируемом объекте закрепляется защитная гильза, внутри которой закрепляется арматура термопреобразователя сопротивления.

От чувствительного элемента к контактной головке могут подходить два, три или четыре выводных проводника. Это связано с различными схемами подключения ЧЭ к вторичным устройствам (двух-, трех- или четырехпроводные схемы). Часть применяемых схем выводов приведена на рис. 5.

Схема термопреобразователя сопротивления без головки и крепежных устройств с четырьмя выводами от ТС изображена на рис. 6. У таких ТС выводы от чувствительного элемента после пробки, герметизирующей свободный конец защитной арматуры, выпускаются в виде отдельных изолированных проводов большой протяженности. На рис. 6 изображен пример, когда от чувствительного элемента отходят четыре вывода.

Рис 5. Применяемые схемы выводов от чувствительного элемента термопреобразователя:

а,6 — четырехпроводная; в, д — двухпроводная; г — трехпроводная (схемы б,д — двойной ТС)

Рис. 6. Схема термопреобразователя сопротивления без головки с четырьмя выводами:

а — внешний вид; б — схема видов

Рис. 7. Структурная схема измерительного преобразователя температуры SITRANS TK-L

Проволочные термопреобразователи сопротивления имеют стабильную НСХ, однако обладают сравнительно большими размерами и достаточно большой тепловой инерцией. Этих недостатков лишены тонкопленочные ТС, которые работают в интервале (-50…300) °С, классов А, В, С и имеют НСХ 50М(П), 100М(П), 500М(П), 1000М(П).

Структурная схема измерительного преобразователя температуры SITRANS TK-L, размещаемого в головке термопреобразователя сопротивления ТС (Pt100) представлена на рис. 7. Последний к преобразователю подключен по четырехпроводной схеме, возможны варианты двухпроводного и трехпроводного подключения. Сигнал от термопреобразователя сопротивления, усиленный в усилителе У, поступает на аналого- цифровой преобразователь АЦП, а затем на микропроцессор МП и цифроаналоговый преобразователь ЦАП. В микропроцессоре производится усреднение измеряемого сигнала, линеаризация, пересчет в соответствии с заданным диапазоном и пр. По двухпроводной линии передается выходной сигнал 4…20 мА и питание от внешнего источника. Диапазон измерения преобразователя составляет -200…850 °С при погрешности ±0,1 % диапазона измерения. Фирма Siemens помимо этих преобразователей выпускает SITRANS ТЗК-РА, SITRANS ТК/ТК-Н, SITRANS TF. Первый тип преобразователей имеет цифровой интерфейс PROFIBUS-PA, два других при выходном сигнале 4…20 мА работают с HART модемами, последний имеет, кроме того, встроенный цифровой индикатор.

Комплекты термопреобразователей. Платиновые термопреобразователи сопротивления являются основными средствами измерения температур в системах контроля теплоснабжения, где малые разности температур (3…4) °С должны измеряться с погрешность (1…2) %. Обычно для учета теплоты подбирается комплект из двух платиновых термопреобразователей сопротивления (например, комплект КТПТР), обладающих близкими погрешностями одного знака, это позволяет обеспечить высокую точность измерения разности температур. В табл. 1 приведены пределы допускаемых погрешностей измерения разности температур комплектами платиновых термопреобразователей классов 1 и 2, которые образованы соответственно термопреобразователями классов А и В.

Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления обычно называются термисторами и используются для измерения температур в интервале (-100…300) °С. Их достоинства — высокое значение ТКС (на порядок больше, чем у металлов), малая тепловая инерция и высокое номинальное сопротивление. Недостатками являются нелинейность номинальной статической характеристики, невзаимозаменяемость из-за большого разброса номинального сопротивления и ТКС, нестабильность статической характеристики. В связи с этими недостатками полупроводниковые термопреобразователи обычно используются в цепях температурной компенсации и сигнализации, где не предъявляются высокие требования к точности измерения температуры.

Таким образом, термопреобразователи сопротивления могут применяться для измерения температуры только в сочетании с другими средствами измерений. Так, измерительный комплект может состоять из ТС, вторичного прибора (например, РП160-12) и соединительной линии между ними. Погрешность измерения температуры в этом случае определяется погрешностью всех этих средств с учетом возможной методической погрешности.

www.eti.su

виды, типы конструкции, классы допуска

Термометрия относится к наиболее простым и эффективным методам измерений. Она основана на том, что физические свойства материала меняются в зависимости от температуры. В частности, измеряя сопротивление металла, сплава или полупроводникового элемента, можно определить его температуру с высокой степенью точности. Датчики такого типа называются термоэлектрическими или термосопротивлениями. Предлагаем рассмотреть различные виды этих устройств, их принцип работы, конструкции и особенности.

Виды термодатчиков

Наиболее распространенными считаются следующие типы термометров сопротивления (далее ТС):

1. Полупроводниковые датчики. Отличительные особенности этих приборов заключается в высокой точности и стабильной чувствительности, а также в возможности измерения быстротечных процессов. Благодаря низкому измерительному току имеется возможность работы со сверхнизкими температурами (до -270°С). Пример конструкции полупроводникового ТС. Конструкция термистора

Обозначения:

• А – Выводы измерителя.
• В – Стеклянная пробка, закрывающая защитную гильзу.
• С – Защитная гильза, наполненная гелием.
• D – Электроизоляционная пленка, покрывающая внутреннюю часть гильзы.
• E – Полупроводниковый чувствительный элемент (далее ЧЭ), в приведенном примере это германий, легированный сурьмой.

2. Металлические датчики. У таких измерителей в качестве ЧЭ выступает проволочный или пленочный резистор, помещенный в керамический или металлический корпус. Металл, используемый для изготовления чувствительного элемента, должен быть технологичен и устойчив к окислению, а также обладать достаточным температурным коэффициентом. Таким критериям практически идеально отвечает платина. Там, где не столь высокие требования к измерениям, может использоваться никель или медь. В качестве примера можно привести термодатчики: PT1000, PT500, ТСП 100 П, ТСП pt100, ТСП 50П, ТСМ 296, ТСМ 045, ТС 125, Jumbo, ДТС Овен и т.д.

Расшифровка аббревиатур

Чтобы не возникало вопросов, что такое ТСМ, приведем расшифровку этой и других аббревиатур:

• ТСМ это термометр сопротивления (ТС), в чувствительном элементе (ЧЭ) которого используется медная проволока (М).
• ТСП, в применяется платиновый (проволока из платины) ЧЭ.
• КТС б – обозначение комплекта из нескольких платиновых ТС., позволяющих провести многозонные измерения, как правило, монтаж таких устройств производится на вход и выход системы отопления, чтобы установить разность температур.
• ТПТ – технический (Т) платиновый термометр (ПТ).
• КТПТР – комплект из ТПТ приборов, буква «Р» в конце указывает, что может производиться не только измерение разницы температур между различными датчиками.
• ТСПН – «Н» в конце ТСП, обозначает, что датчик низкотемпературный.
• НСХ – под данным сокращением подразумевается «номинальная статическая характеристика», соответствующая стандартной функции «температура-сопротивление». Достаточно посмотреть таблицу НСХ для pt100 или любого другого датчика (например, pt1000, rtd, ntc и т.д.), чтобы иметь представление о его характеристиках.
• ЭТС – эталонные приборы, служащие для калибровки датчиков.

Чем отличается термосопротивление от термопары?

Схема термопары, ее конструкция, а также принцип работы существенно отличается от термометра сопротивления, расскажем об этом простыми словами. У устройства pt100, а также других датчиков, принцип действия основан на сопоставимости между изменением температуры металла и его сопротивлением.

Принцип термопары построен на различных свойствах двух металлов собранных в единую биметаллическую конструкцию. Устройство, подключение, назначение термопары, а также описание погрешности этих приборов будет рассмотрено в отдельной статье.

Сейчас достаточно понимать, что термопара и ТСП, например pt100, это совершенно разные приборы, отличающиеся принципом работы.

Платиновые измерители температуры

Учитывая распространенность металлических датчиков, имеет смысл привести краткое описание этих устройств, чтобы наглядно показать сравнительные характеристики различных видов, особенности, а также описать сферу применения.

В соответствии с нормами ГОСТ 6651 2009 и МЭК 60751, у рабочих приборов данного типа значение температурного коэффициента должно быть 0,00385°С^-1, эталонных – 0,03925°С^-1. Диапазон измеряемой температуры: от-196,0°С до 600,0°С. К несомненным достоинствам следует отнести высокий коэффициент точности, близкую к линей характеристику «Температура-сопротивление», стабильные параметры. Недостаток – наличие драгметаллов увеличивает стоимость конструкции. Необходимо заметить, что современные технологии позволяют минимизировать содержание этого металла, что делает возможным снижение стоимости продукции.

Основная область применения – контроль температуры различных технологических процессов. Например, такой прибор может быть установлен в трубопроводе, в котором плотность рабочей среды сильно зависит от температуры. В этом случае показания вихревой расходометра корректируются информацией о температуре рабочей среды.

Датчик термопреобразователь ТСП 5071 производства Элемер

Никелевые термометры сопротивления

Температурный коэффициент (далее ТК) у данного типа измерительных устройств самый высокий – 0,00617°С^-1. Диапазон измеряемых температур также существенно уже, чем у платиновых ЧЭ (от -60,0°С до 180,0°С). Основное достоинство данных приборов – высокий уровень выходного сигнала. В процессе эксплуатации следует учитывать особенность, связанную с приближением температуры нагрева к точке Кюри (352,0°С), вызывающую существенное изменение параметров ввиду непредсказуемого гистерезиса.

Данные устройства практически не используются, поскольку в большинстве случаев их можно заменить приборами с медными чувствительными элементами, которые существенно дешевле и технологичнее (проще в производстве).

Медные датчики (ТСМ)

ТК медных измерительных приборов – 0,00428°С^-1, диапазон измеряемых температур немного уже, чем у никелевых аналогов (от -50,0°С до 150°С). К несомненным преимуществам медных измерителей следует отнести их относительно невысокую стоимость и наиболее близкую к линейной характеристику «температура-сопротивление». Но, узкий диапазон измеряемых температур и низкие параметры удельного сопротивления существенно ограничивают сферу применения термопреобразователей ТСМ.

Внешний вид термопреобразователя ТСМ 1088 1

Но, тем не менее, медные датчики рано списывать, есть немало примеров удачных реализаций, например, ТХА Метран 2700, который предназначен как для различных видов промышленности, но также удачно используется в ЖКХ.

Учитывая, что платиновые терморезисторы наиболее востребованы, рассмотрим варианты их конструктивного исполнения.

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.

Конструктивное исполнение «Strain free»

Обозначения:

• А – Выводы термоэлектрического элемента.
• В – Защитный корпус.
• С – Спираль из платиновой проволоки.
• D – Мелкодисперсный наполнитель.
• E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al₂O₃). Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева. Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.

Пример исполнения «Hollow Annulus»

Обозначения:

• А – Выводы с ЧЭ.
• В – Изоляция выводов ЧЭ.
• С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
• D – Защитный корпус датчика.
• E – Проволока из платины.
• F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al₂O₃) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.

Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Класс допуска

Согласно действующим нормам допускается определенное отклонение от линейной характеристики «температура-сопротивление». Ниже представлена таблица соответствия класса точности.

Таблица 1. Классы допуска.

Класс точности	Нормы допуска °C |t |	Диапазон измерения температуры
		Платиновые датчики		Медные	Никелевые
		Проволочные	Пленочные
AA	±0,10+0,0017	-50°C …250°C	-50°C …150°C	x	x
A	±0,15+0,002	-100°C …450°C	-30°C …300°C	-50°C …120°C	x
B	±0,30+0,005	-196°C …660°C	-50°C …500°C	-50°C …200°C	х
С	±0,60+0,01	-196°C …660°C	-50°C …600°C	-180°C …200°C	-60°C …180°C

Приведенная в таблице погрешность отвечает текущим нормам.

Схемы включения ТСМ/ТСП

Существует три варианта подключения:

• 2-х проводное (см. А на рис. 7), этот наиболее простой способ используется в тех случаях, когда точность результатов не критична. Дополнительную погрешность создает номинальное сопротивление проводников, которыми подключается датчик. Обратим внимание, что для классов точности A и AA данная схема включения неприемлема. Рисунок 7. Двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схема включения термометра сопротивления
• 3-х проводное (В). Такой вариант обладает более высокой точностью, чем 2-х проводная схема вариант подключения. Это происходит за счет того, что появляется возможность измерить сопротивление монтажных проводов, чтобы учесть их воздействие.
• 4-х проводное. Этот вариант позволяет полностью исключить воздействие сопротивления монтажных проводов на результаты измерений.

В измерительных приборах ТС, как правило, включен по мостовой схеме.

Пример подключения по мостовой схеме вторичного прибора (pt100) для измерения температуры воздуха

Обратим внимание, что под r_л.с. в электрической схеме подразумевается сопротивление линий связи, то есть проводов, которыми подключен датчик.

Обслуживание

Информация о ТО температурного датчика указана в паспорте прибора или инструкции эксплуатации, там же приводится типовые неисправности и способы их ремонта, рекомендуемая длина кабеля для подключения, а также друга полезная информация.

Термометры сопротивления не требуют специального ТО, в задачу обслуживающего персонала входит:

• Проверка условий, в которых эксплуатируется датчик.
• Внешний осмотр на предмет целостности конструкции и кабельных соединений, проверка хода подвижного штуцера (если таковой имеется).
• Помимо этого проверяется наличие пломб.
• Проверяется заземление.

Такой осмотр должен проводиться с периодичностью один раз в месяц или чаще.

Помимо этого должна проводиться поверка приборов, с использованием эталонного датчика, например, ЭТС 100.

Платиновый эталонный ПТС (датчик ЭТС 100)

Для градуировки датчиков используются специальные таблицы, в качестве примера приведена одна из них для термосопротивления pt100. Саму методику калибровки мы приводить не будем, ее описание несложно найти в сети.

Градуировочная таблица для терморезистора pt100 (фрагмент, без указания пределов градуировки измерений)

Что касается методики поверки эталонных платиновых датчиков, то она должна производиться на специальных реперных точках.

www.asutpp.ru

Nothing found for Wp-Content Uploads 2018 03 908 2337 00 000_Re_Ts_03_2018 Pdf

Цифровые датчики давления “Эталон-17″…

Обзор отечественных производителей цифровых датчиков давления, которые не только создали интересный и перспективный продукт, но и закрепились с ним на рынке, сумев вывести в серийное производство и составить конкуренцию зарубежным приборам. Опубликовано — Отраслевой научно-те…

ЗАО НПК «ЭТАЛОН» награждено Почетной грамотой ПАО «О…

ЗАО НПК «ЭТАЛОН» награждено Почетной грамотой ПАО «ОДК-Сатурн» за значительный вклад в реализацию опытно-конструкторских работ шифр «М90ФР» и шифр «М70ФРУ реверс», выполненных в рамках реализации программы «Ускоренное развитие оборонно-промышленного комплекса «Государственной пр…

ЕхИП535-1В класса В…

С 1 февраля 2018 года извещатели пожарные взрывозащищенные ЕхИП535-1В выпускаются по классу В согласно ГОСТ 53325-2012….

Оборудование ЗАО НПК “ЭТАЛОН” в проекте “Сахалин-2″…

По итогам проведения квалификационного отбора российских производителей и поставщиков нефтегазового оборудования для строительства третьей технологической линии завода СПГ в рамках нефтегазового проекта “Сахалин-2” ЗАО НПК “Эталон” включено в список рекомендованных производителей…

ТСП-8040 и Дон-17 в систему КСУ ТС “Manager-300″…

Датчики давления и термопреобразователь сопротивления ТСП-8040 применены в корабельной системе управления техническими средствами “Manager-300” разработанной АО “Морские Навигационные Системы”. Свидетельство о типовом одобрении морского регистра…

Новый этап партнёрства с ГК ЭРВИСТ…

Группа компаний ЭРВИСТ и НПК «Эталон» заключили новый договор о сотрудничестве, консигнационном складе и совместной разработке и продвижении продукции. Группа компаний ЭРВИСТ – ведущий поставщик оборудования систем безопасности во взрывозащищенном и специальных исполнениях …

Новая конструкция ручных извещателей….

В связи с требованиями ГОСТ 53325-2012 в части ручных извещателей ЗАО НПК “ЭТАЛОН” были разработаны приборы в новой конструкции: 1) извещатель ручной ЕхИП535-1В 2) устройство дистанционного пуска ЕхУДП1, ЕхУДП2 (на фото) Конструктивные особенности: 1) Соответствие классу В – …

Датчики давления Дон17М в составе азотных станций…

Датчики давления Дон-17М производства ЗАО НПК «Эталон» теперь в составе высокотехнологичных азотных станций модульного типа для выделения азота в газообразном виде из атмосферного воздуха. Установки данной категории представляют единый блок-бокс, внутри которого расположено необ…

Получен новый патент на полезную модель…

Извещатель пожарный ручной, содержащий корпус, в полости которого размещены, схемная плата с выключателем с подпружиненным нажимным элементом и подключенными к схемной плате электрическими контактами и приводным механизмом. Читать полностью…

Новая статья в разделе “Публикации” для материалов…

Ввод в действие новой редакции ГОСТ Р 53325-2012 в части требований к извещателям пожарным ручным вызывает у разработчиков данных изделий немало вопросов. Читать статью…

ЗАО НПК “ЭТАЛОН” аккредитовано выполнять работы и ок…

В соответствии с постановлением правительства Российской Федерации от 17 октября 2011г. №845 “О Федеральной службе по аккредитации” и на основании результатов экспертизы представленных документов Федеральной службой по аккредитации принято решение выдать ЗАО НПК “ЭТАЛОН” аттестат…

ЗАО НПК “ЭТАЛОН” – участник выставки “Нефть и Газ / …

С 23 по 26 июня приглашаем вас в ЦВК “Экспоцентр” на стенд Н311 в павильон 8 зал 2. …

Компания “ЭТАЛОН” – участник выставки “Газ.Нефть.Тех…

Приглашаем вас посетить наш стенд и получить актуальную информацию о наших изделиях и новых разработках. …

Реле потока жидкости РПЖ, РПЖ-Ex, РПЖ-Ex-Bн…

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Реле потока жидкости РПЖ лопастные предназначены для контроля наличия или отсутствия движения жидкой среды в горизонтальных трубопроводах (в частности для защиты компрессоров от перегрева при слабом потоке среды или полном его отсутствии). …

Реле потока жидкости РПЖ, РПЖ-Ex, РПЖ-Ex-Bн…

Научно-производственная компания “ЭТАЛОН” завершила разработку нового прибора – Реле потока жидкости РПЖ. Изделие разработано в общепромышленном и взрывозащищенном исполнениях. Прибор предназначен для контроля наличия или отсутствия движения жидкой среды в горизонтальных трубопр…

npk-etalon.ru

Термопреобразователи сопротивления. Характеристики, расшифровка условного обозначения термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, ТСПУ, ТСМУ, Метран.

1. Общие сведения о термопреобразователях сопротивления.

Термопреобразователи сопротивления относятся к числу наиболее распространенных преобразователей температуры, используемых в цепях измерения и регулирования. Термопреобразователи сопротивления выпускаются многими отечественными и зарубежными фирмами, такими как «Термико», «Элемер» (Московск. обл.), «Навигатор», «Термоавтоматика» (Москва), «Тепло- прибор» (г. Владимир и г. Челябинск), Луцкий приборостроительный завод (Украина), Siemens, Jumo (Germany), Honeywell, Foxboro, Rosemount (USA), Yokogawa (Япония) и др.

Термометром сопротивления называется комплект для измерения температуры, включающий термопреобразователь, основанный на зависимости электрического сопротивления от температуры, и вторичный прибор, показывающий значение температуры в зависимости от измеряемого сопротивления. Для измерения температуры термопреобразователь сопротивления необходимо погрузить в контролируемую среду и каким-либо прибором измерить его сопротивление. По известной зависимости между сопротивлением термопреобразователя и температурой можно определить значение температуры. Таким образом, простейший комплект термометра сопротивления (рис. 1, а) состоит из термопреобразователя сопротивления (ТС), вторичного прибора (ВП) для измерения сопротивления и соединительной линии (ЛC) между ними (она может быть двух, трех или четырехпроводной).

Рис. 1. Схемы термометров сопротивления:

а — термопреобразователь с вторичным прибором; б — термопреобразователь с нормирующим преобразователем; ТС — термопреобразователь сопротивления; ВП, ВП1, ВП2 — вторичные приборы; ЛС — линии связи; НП — нормирующий преобразователь; БРТ — блок размножения токового сигнала

В качестве вторичного прибора обычно используются аналоговые или цифровые приборы (например, КСМ-2, РП-160, Технограф, РМТ-39/49), реже — логометры (например, Ш-69001). Шкалы вторичных приборов градуируются в градусах Цельсия.

Широко применяются схемы с нормированием выходного сигнала термопреобразователей (рис. 1, б). В этом случае линией связи термопреобразователь сопротивления соединяется с нормирующим преобразователем НП (например, Ш-9321, ИПМ-0196 и т.п.), имеющим унифицированный выходной сигнал (например, 0…5 или 4…20 мА). Для использования в нескольких измерительных каналах этот сигнал размножается блоком размножения БРТ и затем поступает к нескольким вторичным приборам (ВП-1, ВП-2 и т.п.) или иным потребителям. Очевидно, что в этом случае вторичными приборами должны быть миллиамперметры. Выпускаются преобразователи сопротивления, в головке которых располагается схема нормирования, т.е. их выходным сигналом является ток 0…5, 4…20 мА или цифровой сигнал (интеллектуальные преобразователи). В таком случае необходимость использования нормирующего преобразователя НП в виде отдельного блока отпадает. Термопреобразователи сопротивления с выходным унифицированным сигналом имеют в своем обозначении букву У (например, ТСПУ, ТСМУ). Характеристики этих преобразователей и с цифровым выходным сигналом (Метран-286) приведены в табл. 1.

Таблица 1

Технические данные термопреобразователей сопротивления

Тип Термопреобразователя сопротивления	Класс до­пуска	Интервал использования, °С	Пределы допускаемых отклонений ± Δ t, °С
ТСМ	А В С	-50…120 -200… 200 -200… 200	0,15+ 0,0015 *|t| 0,25 + 0,0035 *|t| 0,50 + 0,0065 *t|
ТСП	А В С	-200…650 -200…850 -100…300 и 850…1100	0,15 + 0,002 *|t| 0,30 + 0,005 *|t| 0,60 + 0,008 *|t|
ТСПУ	—	0…600	0,25; 0,5 % (приведенная)
ТСМУ	—	-50… 180	0,25; 0,5 % (приведенная)
КТПТР	1 2	0…180 по Δ t	0,05 + 0,001Δ t 0,10 + 0,002Δ t
Метран 286 выход 4…20 мА HART протокол	–	0…500 (с 100П)	0,25 (цифровой сигнал) 0,3 (токовый сигнал)

Для изготовления термопреобразователей сопротивления (ТС) могут использоваться либо чистые металлы, либо полупроводниковые материалы. Электрическое сопротивление чистых металлов увеличивается с ростом температуры (их температурный коэффициент достигает 0,0065 К-1, т.е. сопротивление увеличивается на 0,65% при увеличении температуры на один градус). Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления имеют отрицательный температурный коэффициент (т.е. их сопротивление уменьшается с ростом температуры), доходящий до 0,15 К-1. Полупроводниковые ТС не используются в системах технологического контроля для измерения температуры, так как требуют периодической индивидуальной градуировки. Обычно они используются как индикаторы температуры в схемах компенсации температурной погрешности некоторых средств измерения (например, в схемах кондуктометров).

Термопреобразователи сопротивления из чистых металлов, получившие наибольшее распространение, изготавливают обычно из тонкой проволоки в виде намотки на каркас или спирали внутри каркаса. Такое изделие называется чувствительным элементом термопреобразователя сопротивления. Для предохранения от повреждений чувствительный элемент помещают в защитную арматуру. Достоинством металлических ТС является высокая точность измерения температуры (при невысоких температурах выше, чем у термоэлектрических преобразователей), а также взаимозаменяемость. Металлы для чувствительных элементов (ЧЭ) должны отвечать ряду требований, основными из которых являются требования стабильности градуировочной характеристики и воспроизводимости (т.е. возможности массового изготовления ЧЭ с одинаковыми в пределах допускаемой погрешности градуировочными характеристиками). Если хотя бы одно из этих требований не выполняется, материал не может быть использован для изготовления термопреобразователя сопротивления. Желательно также выполнение дополнительных условий: высокий температурный коэффициент электрического сопротивления (что обеспечивает высокую чувствительность — приращение сопротивления на один градус), линейность градуировочной характеристики R(t) = f(t), большое удельное сопротивление, химическая инертность.

По ГОСТ Р50353-92 термопреобразователи сопротивления могут изготавливаться из платины (обозначение ТСП), из меди (обозначение ТСМ) или никеля (обозначение ТСН). Характеристикой ТС является их сопротивление R0 при 0 °С, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) и класс.

Наличие в металлах примесей уменьшает температурный коэффициент электросопротивления, поэтому металлы для термопреобразователя сопротивления должны иметь нормированную чистоту. Поскольку ТКС может изменяться с изменением температуры, показателем степени чистоты выбрана величина W100 — отношение сопротивлений ТС при 100 и 0 °С. Для ТСП W100 = 1,385 или 1,391, для ТСМ W100 = 1,426 или 1,428. Класс термопреобразователя сопротивления определяет допускаемые отклонения и от номинальных значений, что, в свою очередь, определяет допускаемую абсолютную погрешность Δt преобразования ТС. По допускаемым погрешностям ТС подразделяются на три класса — А, В, С, при этом платиновые ТС обычно выпускаются классов А, В, медные — классов В, С. Существует несколько стандартных разновидностей ТС. Номинальной статической характеристикой (НСХ) термопреобразователя сопротивления  является зависимость его сопротивления R, от температуры t

Rt = f(t)

Условное обозначение их номинальных статических характеристик (НСХ) состоит из двух элементов — цифры, соответствующей значению R0 и буквы, являющейся первой буквой названия материала (П — платина, М — медь, Н — никель). В международном обозначении перед значением R0 расположены латинские обозначения материалов Pt, Cu, Ni. НСХ термопреобразователей сопротивления записывается в виде:

Rt = Wt * R0

где Rt — сопротивление ТС при температуре t, Ом; Wt — значение отношения сопротивлений при температуре t к сопротивлению при 0°С (R0). Значения Wt выбираются из таблиц ГОСТ Р50353-92. Диапазоны применения термопреобразователей сопротивления различных типов и классов, формулы расчета предельных погрешностей и НСХ приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 2

Номинальные статические характеристики термопреобразователей сопротивления

t°C	ТС, R1, Ом				t°C	ТС, R1, Ом
	W100 = 1,3910		W100 = 1,4280			W100 = 1,3910		W100 = 1,4280
	50П	100П	50М	100М		50П	100П	50М	100М
-240	1,35	2,70	–	–	650	166,55	333,10	–	–
-200	8,65	17,31	6,08	12,16	700	174,46	348,93	–	–
-160	17,27	34,55	14,81	29,62	750	1 82,23	364,47	–	–
-120	25,68	51,36	23,84	47,69	800	1 89,86	379,72	–	–
-80	33,97	67,81	32,71	65,42	850	197,33	394,67	–	–
-40	42,00	84,01	41,40	82,81	900	204,66	409,33	–	–
0	50,00	100,00	50,00	100,00	950	211,85	423,70	–	–
50	59,85	119,71	60,70	121,40	1000	218,89	437,78	–	–
100	69,55	139,10	71,40	142,80	1050	225,78	451,56	–	–
150	79,11	158,22	82,08	164,19	1100	232,52	465,05	–	–
200	88,51	177,03	92,79	185,58	1150	–	–	–	–
250	97,77	195,55	–	–	1200	–	–	–	–
300	106,89	213,78	–	–	1250	–	–	–	–
350	115,85	231,71	–	–	1300	–	–	–	–
400	124,68	249,36	–	–	1400	–	–	–	–
450	133,35	266,71	–	–	1500	–	–	–	–
500	141,88	283,76	–	–	1600	–	–	–	–
550	150,25	300,51	–	–	1700	–	–	–	–
600	158,48	316,96	–	–	–	–	–	–	–

Продолжение статьи здесь: Термопреобразователи сопротивления. Устройство, характеристики, схемы термопреобразователей сопротивления.

www.eti.su

описание проборов и их погрешность

Термопреобразователь – это прибор, который создан для измерения температуры. Принцип действия указанного устройства построен на электрическом сопротивлении металлов и отдельных сплавов. Основным элементом термопреобразователей принято считать полупроводники. Некоторые специалисты называют их терморезисторами.

Если рассматривать стандартный термопреобразователь, то в нем имеется только один резистор. Выполнен он полностью из металлической проволоки. В некоторых случаях его могут делать из пленки. Платиновые термопреобразователи на сегодняшний день считаются наиболее распространенными. Связано это с тем, что данный металл имеет хорошую зависимость сопротивления от температуры. Также платина отличается повышенной стойкостью к окислению. Воспроизводимость термопреобразователи данного типа показывают довольно высокую.

Современные модели делаются из платины высокой чистоты. В данном случае температурный коэффициент металла находится на уровне 0,003. Однако на рынке имеется множество медных и никелевых устройств. Все технические требования к ним диктуются ГОСТом. В частотности, данная система единства измерений приводит диапазоны температур, классы точности и стандартны зависимости сопротивлений.

Двухпроводные модификации

Для работы в газообразной среде используется двухпроводной термопреобразователь сопротивления. Схема его устройства довольно проста. В верхней части находится чувствительный элемент с проводником. Соединяется он со штуцером. В нижней части корпуса имеются зажимы и кабель. Погрешность при минусовых температурах у моделей не превышает 0.3 градуса.

Допуск по ГОСТу 6651 указанные модификации имеют серии А. Если рассматривать термопреобразователь сопротивления PT100, то параметр минимальной температуры устройства лежит в районе -60 градусов. Если говорить про конструктивные особенности моделей, то важно отметить, что они производятся с герметиком. Выводов, как правило, имеется два. Непосредственно зажимы устанавливаются в передней части корпуса.

Трехпроводные термопреобразователи

Трехпроводной термопреобразователь сопротивлений отлично подходит для жидкой среды. Однако параметр минимальной температуры у моделей в среднем равняется -30 градусов. Также важно отметить, что погрешность в агрессивной среде может доходить до 0.45 градусов. Выводов в устройствах данного типа имеется два. Непосредственно допуск по ГОСТу 6651 имеется серии А. Показатель минимальной допустимой температуры колеблется в районе 230 градусов.

Если рассматривать термопреобразователь сопротивления ТС 1088, то длина его монтажной части достигает 100 мм. Если говорить про модификации с клеммной головкой, то у них имеется три выхода. Защитная арматура применяется с маркировкой 12Х. Показатель тепловой инерции может доходить до 10 с. В свою очередь, параметр максимального условного давления равняется в среднем 6.2 Ру. Поверка термопреобразователей сопротивления производится при помощи калибраторов температуры.

Четырехпроводные устройства

Четырехпроводной термопреобразователь сопротивлений создан для замеров температуры в жидкой среде. Если говорить про погрешность сопротивления, то этот параметр способен доходить до 0.03 Ом. В данном случае чувствительность приборов составляет в среднем 33 мк. Если говорить про модификации с допуском А, то минимальная температура, при которой они способны работать, – 30 градусов ниже нуля. Номинальная статическая характеристика устройств доходит до 100 МП. Защитная арматура во многих модификациях применяется с маркировкой 12Х.

Если рассматривать термопреобразователь сопротивления ДТС 105, то показатель максимальной температуры составляет 230 градусов. Допускаемый предел отклонений равняется не более 0.15 Т. Также важно отметить, что устройства этого типа выпускаются с клеммными головками. Изоляция в них применяется только керамическая. В данном случае зажимы устанавливаются в передней части корпуса. Если говорить про чувствительность, то она у этих устройств максимум составляет 32 мк.

Платиновые модификации

Платиновый термопреобразователь сопротивления (КТСП) способен похвастаться отличным показателем тепловой инерции. Однако в данном случае важно учитывать допуск модели по ГОСТу 6651. Если рассматривать модификации серии А, то в этой ситуации номинальная статическая характеристика устройств не превышает 50 П. Показатель тепловой инерции в свою очередь равняется 10 с.

Максимум температуру термопреобразователь сопротивления (платиновый) серии А способен переносить 240 градусов. Защитные арматуры у моделей чаще всего используются с маркировкой 12Х. Если рассматривать с допуском серии В термопреобразователь сопротивления (ГОСТ 6651), то у него параметр номинальной статической характеристики равняется 100 П. Показатель тепловой инерции в свою очередь достигает 25 с.

Медные устройства и их параметры

Термопреобразователь сопротивления (медный) подходит только для газообразной среды. По параметру погрешности модификации довольно сильно отличаются. В первую очередь нужно рассмотреть термопреобразователи с допуском серии А. Используются они при температуре даже -50 градусов. Однако чувствительность у них не слишком хорошая. Данный параметр в среднем не превышает 34 мк. Все это говорит о том, что при температуре меньше 0 градусов погрешность в среднем равняется 0.5 градусов.

Показатель тепловой инерции в свою очередь доходит до 10 с. В данном случае максимальная возможная температура для моделей равняется 230 градусов. Допускаемый предел отклонений при этом доходит до 0.12 Т. Если говорить про конструктивные особенности, то клеммные головки у моделей данного типа отсутствуют. Герметик во многих конфигурациях используется с порошком. Непосредственно изоляторы часто применяются кремниевого типа. Если рассматривать термопреобразователи с допуском серии В, то они имеют чувствительность на уровне 40 мк. Все это говорит о том, что при температуре меньше 0 градусов погрешность может доходить до 0.45 градусов.

Рассматривая конструктивные особенности модификаций, важно отметить, что множество моделей оснащены клеммными коробками. В данном случае герметик стандартно применяется с порошком. Непосредственно зажимы устанавливаются в передней части корпуса. Защитная арматура чаще всего применяется с маркировкой 15Х.

Никелевые устройства

Никелевый термопреобразователь сопротивлений на сегодняшний день является сильно востребованным. В первую очередь это вызвано тем, что у моделей высокий параметр допускаемых придельных отклонений. Также многие модификации способны похвастаться отличной проводимостью. Если рассматривать устройства с допуском по ГОСТУ 6651 серии А, то важно упомянуть, что параметр погрешности у них не превышает 0.23 градуса. Допускаемый предел отклонений в свою очередь находится на уровне 0.12 Т.

Номинальная статическая характеристика моделей в среднем равняется 30 П. Однако важно также рассмотреть модификации с доступом серии В. Корпуса у них имеются защищенные, и предельную температуру они выдерживают в 230 градусов. Длина монтажной части у моделей в среднем не превышает 100 мм. Если говорить про основные параметры, то важно упомянуть о том, что чувствительность у приборов в среднем составляет 35 мк. Максимальное условное давление системой выдерживается в 6.6 Ру. Параметр тепловой инерции никогда не превышает 13 с.

Высокотемпературные модели

Высокотемпературный термопреобразователь сопротивлений может выпускаться с разным допуском. В зависимости от него будет меняться параметр погрешности, да и другие показатели прибора. Если говорить про доступ серии А, то термопреобразователи данного типа имеют высокое условное давление. Минимум приборы использоваться могут при температуре в -30 градусов. Корпуса у данных устройств хорошо защищены от пыли. Допускаемый предел погрешности прибора не превышает 0.12 Т. Чувствительность в свою очередь равняется 33 мк.

Номинальная статическая характеристика термопреобразователей составляет 40 П. Однако важно также рассмотреть модификации с доступом серии В. Согласно ГОСТу 6651 показатель чувствительности у них обязан минимум равняться 20 мк. При температуре свыше 0 градусов показатель погрешности приборов не превышает 0.44 градусов.

Если говорить про конструктивные особенности моделей, то зажимы у них установлены в передней части корпуса. Непосредственно головка располагается вверху прибора. Всего выводов имеется два. Также важно упомянуть, что термопреобразователи данного типа оснащены керамической теплоизоляцией.

Особенности погружных модификаций

Погружной термопреобразователь в обязательном порядке оснащается клеммной коробкой. Жилы кабеля у многих моделей скрываются с оболочкой. Зажимы в данном случае располагаются в нижней части корпуса. Непосредственно параметры изделия тесно связаны с серией доступа по ГОСТУ 6651. Однако сразу следует отметить, что погружной термопреобразователь может эксплуатироваться в агрессивных средах. Если рассматривать модификации с допуском серии А, то чувствительность прибора в этом случае не превышает 42 мк. Погрешность при этом равняется 0.02 градуса. Однако важно учитывать, что показатель тепловой инерции никогда не превысит 10 с.

Номинальная статическая характеристика погружных устройств составляет 50 П по ГОСТу 6651. Всего выводов в представленных термопреобразователях имеется два. Также важно рассмотреть модели с доступом серии В. В первую очередь внимания заслуживает высокий параметр чувствительности – на уровне 30 мк. Все это дает возможность снизить погрешность прибора до 0.023 градусов. Максимальная температура среды в данном случае не должна превышать 240 градусов. Длина монтажной части у моделей в среднем составляет 85 мм. Непосредственно защитная арматура применяется с маркировкой 12Х. Показатель тепловой инерции у термопреобразователей не превышает 3 с.

Модели взрывозащищенного исполнения

Термопреобразователь этого типа предназначен для работы в газообразной среде. В данном случае клеммные головки применяются со штуцером. Максимум температуру приборы способны выдерживать на уровне 250 градусов. Показатель тепловой инерции тесно связан с серией доступа устройства. Однако важно отметить, что все модели максимальное условное давление выдерживают на уровне 6.7 Ру. Если рассматривать приборы с доступом серии А, то важно упомянуть о том, что погрешность при температуре свыше 0 градусов равняется 0.035 градуса.

Клеммная головка в данных конфигурациях устанавливается в верхней части корпуса. Непосредственно номинальная статическая характеристика у термопреобразователей не превышает 60 П. Допускаемый предел отклонений прибора в среднем составляет 0.20 Т. Также важно рассмотреть термопреобразователи с доступом серии В. Выводов у них имеется три. Непосредственно изоляция применяется керамического типа. Как говорилось ранее, максимальное условное давление выдерживают на уровне 6.7 Ру. Минимум модели могут эксплуатироваться при температуре в -30 градусов.

Чувствительность устройств не превышает 40 мк. Погрешность при температуре свыше 0 градусов равняется примерно 0.040 градусов. Номинальная статическая характеристика приборов составляет 40 П. Монтажная часть у моделей не превышает 80 мм. Параметр тепловой инерции в устройствах довольно высокий. Однако допускаемый предел отклонений равняется лишь 0.33 Т.

Погрешность ТСП-0196-01

Термопреобразователь сопротивления ТСП 0196-01 предназначен для жидкой среды. По ГОСТу 6651 допуск он имеет серии В. Минимальная температура среды равняется -35 градусов. Номинальная статическая характеристика прибора не превышает 50 П. Если рассматривать модификации с клеммными коробками, то длина монтажной части у них равняется 85 мм. Защитная арматура у модели применятся с маркировкой 13Х. Показатель тепловой инерции прибора находится на уровне 15 с. В свою очередь показатель максимальной температуры составляет 240 градусов.

Допускаемый предел отклонений в среднем не превышает 0.15 Т. При температуре свыше 0 градусов термопреобразователь сопротивления ТСП 0196-01 погрешность дает в 0.033 градусов. Конфигурация с клеммными коробками оснащается тремя выводами. В данном случае чувствительный элемент располагается в передней части корпуса. Непосредственно изоляция предусмотрена производителем керамического типа. Герметик в свою очередь применятся с порошком. Таким образом, корпус довольно сильно защищен, и с окислением металла у данной модели проблемы возникают редко.

Модель ТСМ-0196-02

Термопреобразователь сопротивления ТСМ 0196-02 предназначен для работы в жидкой среде. Отличается он хорошей проводимостью, и высоким параметром максимальной температуры. Однако в первую очередь следует отметить, что допуск по ГОСТу 6651 он имеет серии А. В данном случае показатель минимальной температуры равняется -50 градусов.

Для лабораторных исследований представленный экземпляр применяется довольно часто. При температуре свыше 0 градусов погрешность его равняется не более 0.045 градусов. Номинальная статическая характеристика прибора составляет около 55 П. Монтажная часть у данной модели равняется 85 мм. Непосредственно защищенная арматура используется с маркировкой 12Х.

Параметр максимальной температуры находится на отметке 250 градусов. Клеммная коробка в указанной конфигурации отсутствует. Выводов производителем предусмотрено два. Проблемы с окислением металла возникают довольно редко, поскольку герметизация используется с порошком. Изоляция в данном случае имеется надежная.

Термопреобразователь ТСП-0196-06

Термопреобразователь этого типа является довольно сильно востребованным на производстве плавких металлов. В данном случае защитная арматура предусмотрена 15Х. Непосредственно допуск по ГОСТу 6651 модель имеет серии В. Минимальная температура среды равняется -30 градусов. Отдельного внимания заслуживает высокий параметр чувствительности. Однако следует отметить, что при температуре свыше 0 градусов погрешность термопреобразователя равняется 0.022 градуса.

Длина монтажной части модели составляет только 60 мм. Показатель тепловой инерции находится на отметке в 12 с. Максимальная допустимая температура среды, при которой прибор может использоваться, равняется 240 градусов. Клеммная головка у данного термопреобразователя предусмотрена.

fb.ru

Термопреобразователи сопротивления. Контроль температуры

Работы 4,5

Термопреобразователи сопротивления. Контроль температуры

1. Принцип работы термопреобразователя сопротивления

Принцип действия термопреобразователя сопротивления основан на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении их температуры.

Металлические термометры сопротивления платиновые (ТСП) градуировки гр. 20 используются при длительных измерениях в пределах от 0 до 650 °С, а термометры градуировок гр. 21 и гр. 22 – с другими номинальными сопротивлениями при температуре — от —200 до +500 °С. Термометры сопротивления медные (ТСМ) изготав­ливаются градуировок гр. 23 и гр. 24 для измерения температур от —50 до + 180°С [1].

Величину , характеризующую изменение электросопротивления металлов при изменении температуры, называют температурным коэф­фициентом сопротивления. Если R_t электрическое сопротивление при некоторой температуре t, a R_о электрическое сопротивление при 0°С, то температурный коэффициент сопротивления можно определить по формуле

Для изготовления термометров сопротивления используются металлы: Pt, Cu, Ni, Fe.

Медь (Cu). К достоинствам меди следует отнести дешевизну, лег­кость получения ее в чистом виде, сравнительно высокий темпе­ратурный коэффициент  и линейную зависимость сопротивления от темпе­ратуры.

Недостатки: малое удельное сопротивление (р = 0,017 ом·мм²/м) и легкая окисляемость при температуре выше 100° С.

Никель и железо (Ni и Fe). Эти металлы обладают сравнительно высоким температурным коэффициентом  и относи­тельно большим удельным сопротивлением.

Однако этим металлам присущи и недостатки. Никель и железо трудно получить в чистом виде, что препятствует изготовлению взаимозаменяемых термометров сопротивления. Зависимости сопротивления железа и, особенно, никеля от температуры выра­жаются кривыми, которые не могут быть представлены в виде простых эмпирических формул. Никель и, особенно, железо легко окисляются даже при сравнительно низких температурах. Эти недостатки ограничивают применение никеля и железа для изго­товления термометров сопротивления.

Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы) изготавли­ваются из окислов различных металлов с добавками. Наибольшее распростра­нение имеют термометры сопротивления кобальто-марганцевые (КМТ) и медно-марганцевые (ММТ), использумые для измерения температур в пределах от —90 до +180 °С. Используемые материалы: оксиды Ti, Fe, Mn, Co, Ni, Cu, Ge.

2. Устройство платиновых и медных термопреобразователей сопротивления. Диапазон измеряемых температур для каждого типа термопреобразователя сопротивления

Платиновые термометры сопротивления (ТСП) выпускаются серийно для температур от –200 до +650⁰С соответственно градуировки согласно ГОСТ 6651-94:

 50П – электрическое сопротивление от 40 до 90 Ом.

 100П (Pt 100)- электрическое сопротивление от 80 до 180 Ом.

Медные термометры сопротивления (ТСМ) выпускаются серийно для контроля температур от –50⁰С до +180⁰С, соответственно градуировки:

 50М – электрическое сопротивление от 40 до 150 Ом.

 100М – электрическое сопротивление от 80 до 300 Ом.

В

Рис. 1. Чувствительный элемент платинового термометра сопротивления:

1-слюдяная пластина с зубчатыми краями;

2-платиновая проволока; 3-серебряные выводы;

4-слюдяные накладки; 5-серебряная лента

стандартномплатиновом термометре сопротивления (рис.1) платиновая проволока диамет­ром 0,07 мм и длиной около 2 м бифилярно намотана на слюдяную пластинку с зубчатыми краями и с обеих сторон прикрыта двумя слю­дяными прямоугольными накладками для обес­печения ее изоляции и придания механической прочности. Все три слюдяные пластинки скреп­лены в пакет серебряной лентой. К концам пла­тиновой проволоки припаяны выводы из серебря­ных проволочек диаметром 1 мм, изолированных фарфоровыми бусами. Элемент сопротивления помещен в алюминиевую защитную трубку, сво­бодное сечение которой заполнено по всей длине чувствительной части термометра алюминиевым вкладышем. Собранный элемент термометра со­противления помещается еще в одну наружную защитную

трубку с заваренным дном, имеющую штуцерную гайку и алюминиевую головку [1].

Стандартный медный термометр сопротивления (рис.2) отечественного производства выполнен из медной эмалированной проволоки диаметром 0,1 мм, многослойно намотанной на цилиндрический пластмассовый стержень. Проволока покрыта сверху слоем лака. К концам медной проволоки припаяны выводы также из медной проволоки диаметром 1,0—1,5 мм. Собранный термометр сопротивления помещен в защитную стальную трубку.

Чувствительный элемент всех медных термометров сопротивления представляет собой бескаркасную безындукционную намотку из медной проволоки диаметром 0,08 мм, покрытую фторопластовой пленкой. К намотке припаяны два вывода. С целью обеспечения виброустойчивости чувствительный элемент помещается в тонкостенную металлическую гильзу, засыпается керамическим порошком и герметизируется.

3. Отличие терморезисторов от металлических термопреобразователей сопротивления

Полупроводниковые термометры сопротивления изготавливаются из окислов различных металлов с добавками. Наибольшее распростра­нение имеют термометры сопротивления кобальто-марганцевые (КМТ) и медно-марганцевые (ММТ), используемые для измерения температур в пределах от – 90 до +180°С. В отличие от металлических сопротивление этих термометров при увеличении температуры уменьшается по экспоненциальному закону, благодаря чему они имеют высокую чувствительность. Однако изготавливать полупроводниковые термометры со строго одинаковыми характеристиками не удается, поэтому они градуируются индивидуально. Чаще всего их используют в качестве датчиков различных автоматических устройств [1,2].

4. Градуировка термопреобразователя сопротивления. Градуировки технических платиновых и медных термопреобразователей сопротивления

Градуировкой называется операция, в ходе которой делениям шкалы прибора придаются значения, выраженные в установленных единицах измерения. При градуировке термопреобразователей сопротивления используют потенциометрический метод измерения величины сопротивления термометра сопротивле­ния. Переключатель П₂ включают, П₃ отключают. Тогда в цепь источника регулируемого напряжения 2 последовательно будут включены термометр сопротивления R_t (7), образцовые сопротивления R_N = 100 Ом и контрольный миллиамперметр 3. Посред­ством переключателя И к переносному потенциометру ПП (1) могут поочередно присоединяться термометр сопротивления R_t или образцовое сопротивление R_N. Ток в цепи, контролируемый милли­амперметром 3, поддерживается постоянным, не превышающим 5 мА.

Установив в водяной бане 10 необходимую температуру, потенциометром 1 измеряют разности потенциалов при неизменном токе в цепи:

– на образцовом сопротивлении: U_N = IR_N;

–на термометре сопротивления:U_t = IR_t.

Величину сопротивления рассчитывают по уравнению: R_t = (U_t/U_N)·R_N

Градуировка термометра сопротивления выполняется при температурах 0; 20; 40; 60; 80 и 100°С. Для градуировки при 0°С термометр сопротивления помещают в термостат с тающим льдом. Градуировка его при других температурах производится с по­мощью водяной бани 10, в которой температура устанавливается стрелкой задатчика манометрического термометра 6. Момент сня­тия показаний определяется визуально по образцовому ртутному термометру 11 через 5 мин после прекращения изменений его пока­заний.

Полученные данные заносят в таблицу и наносят на график, по оси абсцисс которого откладывают действительные значения тем­пературы в водяной бане 10, определяемые по показаниям образ­цового ртутного термометра в °С, а по оси ординат – величины сопротивлений термометра сопротивления R_t.

5. Измерительные приборы, применяемые в комплекте с термопреобразователями сопротивления

В качестве измерительных приборов термометров сопротивления применяются логометры и уравновешенные мосты. Для полупроводниковых термосопротивлений измерительными приборами обычно служат неуравновешенные мосты [1].

Логометры — это магнитоэлектрические приборы, подвижная система которых состоит из двух жесткоскрепленных между собой рамок, расположенных под некоторым углом друг другу (в предельном случае в одной плоскости).

Угол поворота такой подвижной системы есть функция отно­шения токов в обеих рамках:

 = f(I₁/ I₂),

где I_1, I₂ – токи, протекающие по рамкам.

В определенных пределах колебания напряжения источника питания не влияют на показания прибора [1].

Таким образом, в логометре совмещены достоинства уравнове­шенных (независимость от колебаний напряжения источника питания) и неуравновешенных мостов (непосредственное измерение).

Рассмотрим схему логометра (рис.4). Постоянный магнит снабжен полюсными наконечниками N и S с эллиптическими выточками. Центры выточек полюсных наконечников смещены относительно центра сердечника. Между полюсными наконеч­никами расположен цилиндрический сердечник из мягкой стали, вокруг которого вращается подвижная система из двух рамок – R₁ и R₂. К рамкам прикреплена стрелка, перемещающаяся вдоль шкалы, проградуированной в градусах. Воздушный зазор между полюсными наконечниками и сердечником неравномерен. Поэтому магнитная индукция меняется (наибольшее значение в середине полюсных наконечников, наименьшее – у края), являясь функ­цией угла поворота от среднего положения.

Крамкам подводится ток от общего источника питания (сухой батареи). В рамкуR₁ ток поступает через постоянное сопротивление R, в рамку R₂— через сопротивление термометра R_t. Напра­вление токов I₁ и I₂ таково, что вращающие моменты рамок оказываются направленными навстречу один другому и соответственно равны:

M₁ = c₁B₁I₁; M₂ = с₂B₂I₂,

где с₁ и с₂ – постоянные, зависящие от геометрических разме­ров и числа витков рамок; B₁ и В₂ — магнитные индукции в зоне расположения рамок [1].

Если сопротивление рамок одина­ково и R = R_t, то I₁ = I₂, т. е. вра­щающие моменты рамок равны. При этом подвижная система нахо­дится в среднем положении.

Принцип действия логометра. При изменении сопротивления термометра вследствие нагрева (или охлаждения), через одну из рамок потечет ток большей вели­чины, равенство моментов нарушится, и подвижная система начнет поворачиваться в сторону действия большего момента. При вра­щении подвижной системы рамка, по которой течет ток большей величины, попадает в зазор с меньшей магнитной индукцией, вследствие чего действующий на нее момент уменьшается. Наобо­рот, другая рамка входит в зазор с большой магнитной индукцией, и ее момент увеличивается.Вращение рамок продолжается до тех пор, пока их вращающие моменты станут снова равными.

Для рамок одинаковой конструкции из соотношения М₁=М₂ получим:

.

При измененииR_t изменяется отношение I₁/I₂. Рамки вращаются до тех пор, пока при новом положении рамок отношение В₂/В₁ не сравняется с соотношением I₁/I₂.

Уравновешенные мосты (рис. 5). Мост состоит из двух постоянных сопротивленийR₁ и R₃, сопротивления R₂ (реохорда) и сопротивления термометра R_t. Сопротивле­ния двух соединительных проводов 2R_np при­бавляются к сопротивлению R_t. В одну диаго­наль моста включен источник постоянного тока (сухая батарея), а в другую — нуль-прибор [1].

При равновесии моста, ко­торое достигается перемещением движка по реохорду, ток в диа­гонали моста I_о = 0. В этом случае потенциалы на вершинах моста b и d равны, ток от источ­ника пита­ния I разветвляется в вершине моста на две ветви R₁ и R₃, паде­ние напряжения на сопротивле­ниях R₁ и R₃ одинаково:

R₁I₁ = R₃I_3. (1)

Падения напряжения на плечах моста be и cd также равны:

I₂R₂ = I_t(R_t + 2R_np). (2)

Разделив равенство (1) на равенство (2), получим

. (3)

При I_о = 0, I_i = I₂ и I_з = I_t уравнение (3) примет вид

R₁ (R_t + 2R_пр) = R₂R_3.

Сопротивление термометра будет составлять:

Если считать, что температура окружающей среды не изме­няется, то 2R_пp будет постоянным. Тогда уравнение (4) примет вид

При изменении сопротивления R_t мост можно уравновесить изменением величины сопротивления реохорда R₂.

Это была так называемая двухпроводная схема включения ТС в измерительный мост.

Преимущества трехпроводной схемы одсоединения термопреобразователя сопротивления

Втех случаях, когда коле­бания температуры среды, в кото­рой находятся соединительные провода, значительны и погреш­ность при измерении может пре­высить допустимую величину, применяют трехпроводную сис­тему подключения термометра (рис.6). При таком присоединении сопротивление одного проводаR_np приба­вляется к сопротивлению R_t,сопротивление второго провода – к переменному сопротивлению R₂ [1].

Уравнение равновесия моста принимает вид

R_t + R_пр = (R₂ + R_пр)* (R₃/R₁).

В случае симметричного моста (R₁ = R₃,) получим:

R_t +R_пр = R₂ + R_пр, т.е. R_t=R₂.

Таким образом нет необходимости при изменении температуры в помещении учитывать изменение Rпр.

Автоматические уравновешенные мосты. В автоматических электронных уравновешен­ный мостах движок реохорда перемещается не вручную, а автоматически. Измерительная схема таких мостов питается как постоянным, так и переменным током. В автоматических мостах переменного тока решающее значение имеют активные сопротивления, поэтому выведенные выше соотношения для мостов постоянного тока сохраняются и для автоматических мостов переменного тока. Последние имеют ряд преимуществ перед мостами постоянного тока: измерительная схема питается от одной из обмоток силового трансформатора электронного усилителя, т. е. не требуется дополнительного источника питания (сухого элемента) и отпадает необходимость в применении вибрационного преобразователя. [1].

Существуют различные модификации автоматических уравновешенных мостов, однако принцип их работы одинаков. В качестве примера здесь рассматривается принципиальная схема электронного автоматического уравновешенного моста на переменном токе (рис. 7). Постоянные сопротивления R₁, R₂, R₃ и R₄ измерительной схемы выполнены из манганина, а рео­хорд R_p — из манганина или специального сплава. Измеритель­ная схема питается переменным током напряжения 6,3 В.

Рис. 7. Принципиальная схема авто­матического уравновешенного моста, работающего на переменном токе

Напряжение разбаланса на вершинах моста а и Ь подается на вход электронного усилителя. В нем оно усиливается до величины, достаточной для приведения в действие реверсивного электродвигателя РД. Этот двигатель, вращаясь в ту или другую сторону (в зависимости от знака разбаланса), через систему пере­дач перемещает движок реохорда, уравновешивая измерительную схему моста, а также перемещает показывающую стрелку. Если мост находится в равновесии, то реверсивный двигатель не вра­щается, так как напряжение на вход электронного усилителя не подается.

Серийно изготовляемые электронные автоматические уравно­вешенные мосты могут быть использованы для измерения темпе­ратуры полупроводниковыми термосопротивлениями. В связи с большой разницей в характеристиках металлических термоме­тров сопротивления и полупроводниковых термосопротивлений измерительную схему моста следует рассчитать.

Неуравновешенные мосты. Возможность непосредственного отсчета температуры – преимущество неуравновешенного моста перед лабораторным уравновешенным мос­том. На принципиальной схеме неурав­новешенного моста (рис. 8) в которой R₁, R₂ и R₃ – постоянные сопротивления плеч моста; R – реостат; R_K – контроль­ное сопротивление; R_t – сопротивление термо­метра; I_м – сила тока, протекаю­щего по рамке милливольтметра [1].

Для контроля разности потен­циалов в схему моста параллельно термометру включается манганиновое контрольное сопротивление R_к, равное сопротивлению термометра при опре­деленной температуре, отмеченной красной чертой на шкале милливольт­метра [1].

Для контроля разности потенциаловU_ab переключатель ста­вят в положение 2 и с помощью реостата R устанавливают стрелку мил­ливольтметра точно на красной черте. После этого переклю­чатель ставят в положение 1 и по шкале снимают отсчет, соответ­ствующий температуре термометра.

Неуравновешенные мосты питаются от батареи или от сети (через трансформатор и выпрямитель). Показания неуравновешенных мостов зависят от напряжения U_ab,, поэтому они не используются для промышленных измерений. Эти мосты используются иногда в лабораторной практике, а также в измерительных схемах других приборов

В технике обычно применяют приборы, с помощью которых измерения производят лишь с определенной заранее заданной и установленной ГОСТом допустимой основной (при нормальных условиях) при­веденной относительной погрешностью. По ее величине измерительные при­боры делят на классы точности 0,05 — 4,0. Промышленные логометры и автоматические уравновешенные мосты в большин­стве случаев выпускаются с классами точности 0,5; 1,0; 1,5. Например, прибор класса 1,5 имеет максимально допустимую основную приведенную относительную погрешность ±1,5%. Класс точности прибора обычно указывают на его шкале.

13

studfiles.net

Термопреобразователи сопротивления

Термопреобразователи сопротивления.

Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на использовании зависимости электрического сопротивления проводников и полупроводников от температуры. У большинства чистых металлов с ростом температуры сопротивление увеличивается приблизительно на 0,4 % град-1.

Зная зависимость сопротивления от температуры, можно судить о температуре среды, в которой находится термометр. Измерительный комплект состоит из термопреобразователя сопротивления, вторичного прибора, подсоединительных проводов, источника питания. Чаще всего применяют металлические термопреобразователи сопротивления, чувствительные элементы которых изготовляют из чистых металлов.

Металлы для термопреобразователей сопротивления должны обладать следующими свойствами: не окисляться и не вступать в химическое взаимодействие с измеряемой средой; иметь большой и по возможности постоянный температурный коэффициент электрического сопротивления; изменять свое сопротивление с изменением температуры по прямой или плавной кривой; иметь большое удельное сопротивление; легко технологически производиться. Наиболее полно указанным требованиям отвечают платина и медь.

Платина Pt имеет достаточно большой температурный коэффициент электрического сопротивления (3,94 · 10-3 град-1) и высокое удельное сопротивление (0,099 Ом-мм2/м). Она обладает химической инертностью в окислительной среде и может быть легко получена в чистом виде. Сопротивление Rt платины в зависимости от температуры в интервале 0-650 °С выражается формулой Rt = R0(l+At+Bt2), где Ro – сопротивление при 0°C; А и В – постоянные, определяемые при градуировке термопреобразователя.

Медь достаточно дешева, может быть легко получена в чистом виде, имеет высокий температурный коэффициент электрического сопротивления (4,26 · 10-3 град-1). Зависимость сопротивления меди от температуры в интервале- 50-180°С выражается уравнением Rt=Ro(1 + at), где а – температурный коэффициент сопротивления меди.

Помимо металлов для термопреобразователей сопротивления применяются полупроводниковые материалы, которые изготовляют из смесей оксидов меди, марганца, магния, никеля, кобальта и других металлов. Смеси двух-трех оксидов со связывающими добавками спекают и придают им нужную форму (цилиндра, шайбочек, бусинок). В торцы таких элементов заделывают контакты.

Платиновые термопреобразователи сопротивления.

Они бывают технические, образцовые и эталонные. Технические термопреобразователи типа ТСП выпускаются для измерения температуры от -200 до +650 °С Чувствительный элемент этих термопреобразователей представляет собой платиновую спираль 1 (рис.1.9), расположенную в четырех капиллярных керамических трубках (каналах) каркаса 3, заполненных керамическим порошком 2, который служит изолятором, создает эффект подпружинивания спиралей, соединенных с выводами 4. Чувствительный элемент помещают в герметичную защитную алюминиевую трубку, свободное сечение которой по всей длине чувствительной части заполнено оксидом алюминия. Собранный элемент термопреобразователя помещается еще в одну наружную трубку с заваренным дном, имеющую штуцерную гайку и головку, в которой расположена контактная колодка с зажимами для проводов, соединяющих термопреобразователь с измерительным устройством.

Рис. Чувствительный элемент платинового термопреобразователя сопротивления.

Платиновые технические термопреобразователи сопротивления выпускаются трех градуировок:

Обозначение градуировки Гр. 20 Гр. 21 Гр. 22 Сопротивление R0, Ом 10 46 100

Допустимые отклонения Ro при 0 °С у технических термопреобразователей класса 1 составляют ±0,05%, класса 2 – 0,1 %.

Медные термопреобразователи сопротивления. Эти термопреобразователи (типа ТСМ) имеют чувствительный элемент в виде бескаркасной безындукционной намотки 2 (рис.) из медной проволоки диаметром 0,08 мм, покрытой фторопластовой пленкой 3. К намотке припаяны два вывода 1. Для обеспечения виброустойчивости чувствительный элемент помещают в тонкостенную металлическую гильзу, которую засыпают керамическим порошком и герметизируют. Гильзу помещают во внешний защитный чехол с заваренным дном, имеющим штуцерную гайку и головку.

Медные технические термопреобразователи сопротивления бывают двух градуировок:

Обозначение градуировки Гр. 23 Гр. 24

Сопротивление R0, Ом 53 100

Платиновые и медные термопреобразователи сопротивления отечественного производства выпускаются со строго определенными значениями сопротивления, обеспечивающими их взаимозаменяемость. Внешний вид и размеры этих приборов такие же, как и у термоэлектрических термометров.

Рис. Чувствительный элемент медного термопреобразователя сопротивления.

Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления.

Кроме металлических термопреобразователей сопротивления в последние годы применяют полупроводниковые, предназначенные для измерения температуры от -90 до +180°С. Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления называются термисторами и терморезисторами. При 50°С и ниже терморезисторы обладают значительно большим (в 5-10 раз) температурным коэффициентом электрического сопротивления, чем металлы, и вследствие этого намного превосходят по чувствительности медные и платиновые термометры сопротивления. Терморезисторы подразделяются на кобальто-марганцевые (типа КМТ) и медно-марганцевые (типа ММТ). Устройство стержневого полупроводникового сопротивления показано на рис. Полупроводниковый элемент 6 покрыт снаружи эмалевой краской, имеет на концах контактные колпачки 2, к которым припаяно два вывода 1. Полупроводник, обмотанный металлической фольгой 3, помещен в защитный металлический чехол 5, в верхней части которого имеется стеклянный изолятор 4. Термосопротивление имеет диаметр 4 мм и длину 20 мм. Широкое внедрение терморезисторов в промышленность ограничивается слабой воспроизводимостью свойств полупроводников, что исключает их взаимозаменяемость.

Рис. Стержневой полупроводниковый термопреобразователь сопротивления.

Электрические платиновые и медные термопреобразователи сопротивления являются одними из основных измерительных устройств при осуществлении автоматизации технологических процессов пищевых производств и применяются для измерения температуры в диффузионных и выпарных установках сахарного производства, в дезодораторах, барометрических конденсаторах, холодильных барабанах масло-жирового производства, ‘в темперирующих машинах кондитерского производства, в вакуум-аппаратах и сушилках макаронного производства, в мучных силосах и пекарных камерах хлебопекарного и кондитерского производств.

Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления применяются в системах температурной компенсации, в сигнализаторах и регуляторах температуры, автоматических установках контроля температуры плавления саломаса при гидрогенизации жиров.

Термопреобразователи сопротивления можно устанавливать в любом положении на глубину 150-1900 мм. При этом чувствительный элемент должен полностью погружаться в контролируемую среду, а середина активной части его соответствовать точке измерения температуры (рис.а). При измерении температуры среды в трубопроводах небольшого диаметра или в колене термопреобразователь устанавливают наклонно (рис. в), но в обоих случаях навстречу потоку. Важным требованием при установке термометра является предупреждение утечки тепла от чувствительного элемента через арматуру или лучеиспусканием и притока тепла к чувствительному элементу от более нагретых поверхностей.

Рис. Установка термопреобразователя сопротивления.

mehanik-ua.ru