Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Автоматика и телемеханика систем газоснабжения

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Термометры сопротивления

Термометр сопротивления состоит из чувствительного элемента в виде терморезистора, защитного чехла и соединительной головки.

Принцип действия чувствительного элемента основан на использовании зависимости электрического сопротивления вещества от температуры. В качестве материалов для их изготовления используются чистые металлы платина, медь, никель и полупроводники. Платина является основным материалом для изготовления термометров сопротивления. В качестве чувствительного элемента в полупроводниковых термометрах сопротивления используют германий, оксиды меди и марганца, титана и магния.

Для решения различных задач термометры сопротивления делятся на эталонные, образцовые и рабочие, которые в свою очередь подразделяются на лабораторные и технические.

Эталонные термометры сопротивления предназначены для воспроизведения и передачи шкалы МПТШ в интервале 13,81 ... 903,89 К. В качестве эталонных, образцовых и лабораторных приборов повышенной точности применяются платиновые термометры сопротивления.

Технические термометры сопротивления в зависимости от конструкции делятся на: погружаемые, поверхностные и комнатные; защищенные и не защищенные от действия агрессивной среды; стационарные и переносные; термометры 1, 2 и 3-го класса точности и т.д.

Одна из конструкций промышленных термометров сопротивления, используемых для измерения температур жидких и газообразных сред, представлена на рис. 2.5, а.

Термометр состоит из чувствительного элемента 5, расположенного в стальном защитном кожухе 3, на котором приварен штуцер 2. Провода 9, армированные фарфоровыми бусами 4, соединяют выводы чувствительного элемента 5 с клеммной колодкой 6, находящейся в корпусе головки 1. Сверху головка 1 закрыта крышкой 10, снизу имеется сальниковый ввод 7, через который осуществляется подвод монтажного кабеля 8.

Чувствительный элемент термометра сопротивления (рис. 2.5, б) выполнен из металлической тонкой проволоки толщиной 0,03... 0,1 мм с безындукционной каркасной или бескаркасной намоткой. В качестве каркаса для платиновых термометров применяются плавленный кварц и керамика на основе оксида алюминия. В каналах каркаса 3 расположены четыре (или две) последовательно соединенные плати -

Термометр сопротивления

Рис. 2.5. Термометр сопротивления: а — конструкция термометра: 1 — корпус головки; 2 — штуцер;

  • 3 — защитный кожух; 4 — фарфоровые бусы; 5 — чувствительный элемент; 6 — клеммная колодка; 7 — сальниковый ввод; 8 — монтажный кабель;
  • 9 — провода; 10 — крышка; б — конструкция чувствительного элемента:
  • 1 — глазурь; 2 — пространство; 3 — каркас; 4 — платиновые спирали;
  • 5 — выводы

новые спирали 4. К верхним концам спиралей припаяны выводы 5, выполненные из платины или сплава иридия с радием. Пространство 2 между спиралями и каркасом заполнено порошком оксида алюминия. Крепление спиралей и выводов в каркасе производится глазурью /.

При применении термометров сопротивления о температуре можно судить по изменению электрического сопротивления его чувствительного элемента, падению напряжения на нем при постоянном токе или значению тока при постоянном напряжении. Наибольшее распространение получила схема, когда изменение сопротивления служит мерой температуры (рис. 2.6). В этом случае терморезистор / включают в одну из диагоналей моста последовательно с регулировочным резистором Rv, служащим для приведения к определенному значению сопротивления подводящих проводов. Показания гальванометра 3, включенного в диагональ моста, зависят также от напряжения питания моста, для поддержания постоянства которого в цепь питания включен регулировочный резистор.

Схема включения термометра сопротивления

Рис. 2.6. Схема включения термометра сопротивления:

  • 1 — терморезистор; 2 — уравнительный резистор RA;
  • 3 — гальванометр; 4 — измерительный мост с резисторами RVR2 R3 Я4 RA', 5 — источник питания; 6 — регулировочный резистор Rv

Термоэлектрические термометры состоят из термопары, защитного чехла и соединительной головки и основаны на термоэлектрических свойствах чувствительного элемента.

Сущность термоэлектрического метода заключается в возникновении электродвижущей силы в проводнике, концы которого имеют различную температуру. Для получения зависимости термоЭДС от одной температуры t2 необходимо температуру /, поддерживать на постоянном уровне, обычно при 0 или 20 °С. Спай, помещаемый в измеряемую среду, называют горячим, или рабочим, концом термопары, а спай, температуру которого поддерживают постоянной, — холодным, или свободным, концом.

Для увеличения чувствительности термоэлектрического измерения температуры в ряде случаев применяют термобатареи: несколько последовательно включенных термопар, рабочие концы которых находятся при температуре t2, свободные — при известной и постоянной температуре .

В качестве термопар (ТП) наиболее часто применяются комбинации материалов, имеющих высокое значение развиваемой термоЭДС, стабильность характеристик при различных температурах, воспроизводимость и линейную зависимость термоЭДС от температуры, простоту технологической обработки и получения спая, а именно: хромель-копелевые (ТХК), хромель-алюмелевые

(ТХА), платинородий-платиновые (ТПП), вольфрам-рениевые (ТВР) и др. Наиболее точной является термопара ТПП, которая используется в качестве рабочих эталонов и образцовых термометров 1-го, 2-го и 3-го разряда.

На рис. 2.7 показана конструкция термоэлектрического термометра. Термопара термометра установлена в защитный кожух 6. В головке 2 термометра расположено контактное устройство 1 с зажимами для соединения термоэлектродов 3 с проводами, идущими от измерительного прибора к термометру. Термоэлектроды по всей длине изолированы друг от друга и от корпуса керамическими трубками 5. В качестве термоэлектродов используется проволока. Спай на рабочем конце термопары 7 выполняется сваркой, пайкой или скручиванием. Последний способ используется для вольфрам- рениевых и вольфрам-молибденовых термопар.

Для измерения возникающей термоЭДС в контур термопары в холодный спай (рис. 2.8, а) или в разрыв одного из термоэлектродов (рис. 2.8, б) с помощью проводов С включают измерительной прибор ИП. В первом случае в схеме присутствуют три спая: горячий 2 и два холодных (спаи 1 и 3), во втором случае в схеме — четыре спая: горячий 4, холодный 1 и нейтральные 2 и 3, причем температура нейтральных спаев t3 должна быть одинаковой.

В схеме уравновешивающего преобразования (рис. 2.9) уравновешивание термоЭДС термопары осуществляется за счет сигнала с мостовой схемы, управляемой двигателем Д.

Конструкция термоэлектрического термометра

Рис. 2.7. Конструкция термоэлектрического термометра:

1 — контактное устройство; 2 — головка; 3 — термоэлектроды; 4 — штуцер; 5 — керамические трубки; 6 — защитный кожух; 7 — термопара

Схемы включения измерительного прибора

Рис. 2.8. Схемы включения измерительного прибора: а (три спая): 1 и 3 — холодный спай; 2 — горячий спай; б (четыре спая): 1 — холодный спай; 2 и 3 — нейтральный спай; 4 — горячий спай

Принципиальная схема подключения термоэлектрического термометра

Рис. 2.9. Принципиальная схема подключения термоэлектрического термометра:

Я, ...Я8 — сопротивления компенсационного моста;

Rv Я3 — терморезисторы; Яд, Я10 — сопротивления делителя напряжения; ТП — термопары; С — конденсатор, У — усилитель; Д — двигатель;

ОУ — отсчетное устройство излучения

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>