Temperatūra yra vienas iš pagrindinių fizinių parametrų. Jį svarbu išmatuoti ir kontroliuoti tiek kasdieniame gyvenime, tiek gamyboje. Tam yra daug specialių prietaisų. Atsparumo termometras yra vienas iš labiausiai paplitusių prietaisų, aktyviai naudojamų moksle ir pramonėje. Šiandien mes jums pasakysime, kas yra atsparumo termometras, jo pranašumai ir trūkumai, taip pat suprasime įvairius modelius.
Turinys
Taikymo sritis
atsparumo termometras yra prietaisas, skirtas matuoti kietos, skystos ir dujinės terpės temperatūrą. Jis taip pat naudojamas birių kietųjų medžiagų temperatūrai matuoti.
Atsparumo termometras rado savo vietą dujų ir naftos gavybos, metalurgijos, energetikos, būsto ir komunalinių paslaugų bei daugelyje kitų pramonės šakų.
SVARBU! Atsparumo termometrai gali būti naudojami tiek neutralioje, tiek agresyvioje aplinkoje. Tai prisideda prie prietaiso plitimo chemijos pramonėje.
Pastaba! Termoporos taip pat naudojamos pramonėje temperatūroms matuoti, sužinokite daugiau apie jas iš mūsų straipsnis apie termoporas.
Jutiklių tipai ir jų charakteristikos
Temperatūros matavimas varžos termometru atliekamas naudojant vieną ar kelis varžos jutimo elementus ir sujungiant laidai, kurie yra saugiai paslėpti apsauginiame dėkle.
Transporto priemonė klasifikuojama tiksliai pagal jautraus elemento tipą.
Metalo atsparumo termometras pagal GOST 6651-2009
Pagal GOST 6651-2009 jie išskiria metalo varžos termometrų grupę, tai yra TS, kurios jautrus elementas yra mažas rezistorius, pagamintas iš metalinės vielos arba plėvelės.
Platininiai temperatūros matuokliai
Platinum TS yra laikomi labiausiai paplitusiais tarp kitų tipų, todėl jie dažnai montuojami svarbiems parametrams valdyti. Temperatūros matavimo diapazonas yra nuo -200 °С iki 650 °С. Charakteristika artima tiesinei funkcijai. Vienas iš labiausiai paplitusių tipų yra 100 Pt (Pt - platina, 100 - reiškia 100 omų 0 ° C temperatūroje).
SVARBU! Pagrindinis šio prietaiso trūkumas yra didelė kaina dėl to, kad kompozicijoje naudojamas taurusis metalas.
Nikelio atsparumo termometrai
Nikelio TS beveik niekada nenaudojami gamyboje dėl siauro temperatūros diapazono (nuo -60 °С iki 180 °С) ir veikimo sunkumų, tačiau reikia pažymėti, kad jie turi didžiausią temperatūros koeficientą 0,00617 °C-1.
Anksčiau tokie jutikliai buvo naudojami laivų statyboje, tačiau dabar šioje pramonėje juos pakeitė platininiai automobiliai.
Variniai jutikliai (TCM)
Atrodytų, kad varinių jutiklių panaudojimo sritis yra dar siauresnė nei nikelio (tik nuo -50 °С iki 170 °С), tačiau vis dėlto tai yra populiaresnis transporto priemonių tipas.
Paslaptis yra įrenginio pigumas. Variniai jutimo elementai yra paprasti ir nepretenzingi naudoti, taip pat puikiai tinka matuoti žemą temperatūrą ar susijusius parametrus, tokius kaip oro temperatūra parduotuvėje.
Tačiau tokio prietaiso tarnavimo laikas yra trumpas, o vidutinė vario TS kaina nėra per brangi (apie 1 tūkstantis rublių).
Termistoriai
Termistoriai yra varžos termometrai, kurių jutiklis yra pagamintas iš puslaidininkio. Tai gali būti oksidas, halogenidas ar kitos amfoterinių savybių turinčios medžiagos.
Šio įrenginio pranašumas yra ne tik aukštas temperatūros koeficientas, bet ir galimybė būsimam produktui suteikti bet kokią formą (nuo plono vamzdelio iki kelių mikronų ilgio prietaiso). Paprastai termistoriai yra skirti temperatūrai matuoti nuo -100 °С iki +200 °С.
Yra dviejų tipų termistoriai:
- termistoriai - turi neigiamą temperatūros atsparumo koeficientą, tai yra, didėjant temperatūrai, atsparumas mažėja;
- posistoriai - turi teigiamą temperatūros atsparumo koeficientą, tai yra, didėjant temperatūrai, atsparumas taip pat didėja.
Atsparumo termometrų kalibravimo lentelės
Padalų lentelės yra suvestinė tinklelis, pagal kurį galite lengvai nustatyti, kokioje temperatūroje termometras turės tam tikrą pasipriešinimą. Tokios lentelės padeda prietaisų darbuotojams įvertinti išmatuotos temperatūros reikšmę pagal tam tikrą pasipriešinimo vertę.
Šioje lentelėje yra specialūs transporto priemonių pavadinimai. Juos galite pamatyti viršutinėje eilutėje. Skaičius reiškia jutiklio varžos vertę esant 0°C, o raidė yra metalas, iš kurio jis pagamintas.
Norėdami pažymėti metalą, naudokite:
- P arba Pt - platina;
- M - varis;
- N - Nikelis.
Pavyzdžiui, 50M yra vario RTD, kurio varža 0 ° C temperatūroje yra 50 omų.
Žemiau pateikiamas termometrų kalibravimo lentelės fragmentas.
| 50M (omų) | 100M (omų) | 50P (omų) | 100P (omų) | 500P (omų) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °C | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °C | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
Tolerancijos klasė
Tolerancijos klasės nereikėtų painioti su tikslumo klasės sąvoka. Termometro pagalba mes ne tiesiogiai matuojame ir nematome matavimo rezultato, o perduodame varžos reikšmę, atitinkančią faktinę temperatūrą, į užtvaras arba antrinius įrenginius. Štai kodėl buvo pristatyta nauja koncepcija.
Tolerancijos klasė yra skirtumas tarp tikrosios kūno temperatūros ir temperatūros, gautos matavimo metu.
Yra 4 TS tikslumo klasės (nuo tiksliausių iki įrenginių su didesne klaida):
- AA;
- BET;
- B;
- NUO.
Čia yra tolerancijos klasių lentelės fragmentas, pilną versiją galite pamatyti GOST 6651-2009.
| Tikslumo klasė | Tolerancija, °С | Temperatūros diapazonas, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Vario TS | Platinos TS | Nikelis TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | nuo -50 °С iki +250 °С | - |
| BET | ±(0,15+0,002 |t|) | nuo -50 °С iki +120 °С | nuo -100 °С iki +450 °С | - |
| AT | ±(0,3 + 0,005 |t|) | nuo -50 °С iki +200 °С | nuo -195 °С iki +650 °С | - |
| NUO | ±(0,6 + 0,01 |t|) | nuo -180 °С iki +200 °С | nuo -195 °С iki +650 °С | -60 °С iki +180 °С |
Sujungimo schema
Norint sužinoti pasipriešinimo vertę, ją reikia išmatuoti. Tai galima padaryti įtraukus jį į matavimo grandinę. Tam naudojamos 3 tipų grandinės, kurios skiriasi laidų skaičiumi ir pasiektu matavimo tikslumu:
- 2 laidų grandinė. Jame yra minimalus laidų skaičius, o tai reiškia, kad tai yra pigiausias pasirinkimas. Tačiau pasirinkus šią schemą optimalaus matavimo tikslumo pasiekti nepavyks – prie termometro varžos bus pridėta naudojamų laidų varža, kuri įves paklaidą, priklausomai nuo laidų ilgio. Pramonėje tokia schema naudojama retai. Jis naudojamas tik matavimams, kai ypatingas tikslumas nėra svarbus, o jutiklis yra arti antrinio keitiklio. 2 laidų parodyta kairėje nuotraukoje.
- 3 laidų grandinė. Skirtingai nuo ankstesnės versijos, čia pridedamas papildomas laidas, trumpai prijungtas prie vieno iš kitų dviejų matavimo. Jo pagrindinis tikslas yra galimybė gauti prijungtų laidų varžą ir atimkite šią vertę (kompensuoti) nuo jutiklio išmatuotos vertės. Antrinis įtaisas, be pagrindinio matavimo, papildomai matuoja varžą tarp uždarų laidų, taip gaudamas jungiamųjų laidų nuo jutiklio iki barjero arba antrinio varžos vertę. Kadangi laidai yra uždaryti, ši vertė turėtų būti lygi nuliui, tačiau iš tikrųjų dėl didelio laidų ilgio ši vertė gali siekti keletą omų.Be to, ši paklaida atimama iš išmatuotos vertės ir gaunami tikslesni rodmenys dėl laidų varžos kompensavimo. Toks ryšys naudojamas daugeliu atvejų, nes tai yra kompromisas tarp reikalaujamo tikslumo ir priimtinos kainos. 3 laidų pavaizduotas centrinėje figūroje.
- 4 laidų grandinė. Tikslas yra toks pat, kaip ir naudojant trijų laidų grandinę, tačiau klaida kompensuojama abiejuose bandymo laiduose. Trijų laidų grandinėje laikoma, kad abiejų bandymo laidų varžos vertė yra tokia pati, tačiau iš tikrųjų ji gali šiek tiek skirtis. Pridedant dar ketvirtą laidą į keturių laidų grandinę (sutrumpintas iki antrojo bandymo laido), galima atskirai gauti jo varžos vertę ir beveik visiškai kompensuoti visą laidų varžą. Tačiau ši grandinė yra brangesnė, nes reikalingas ketvirtas laidininkas, todėl yra įdiegtas arba įmonėse, turinčiose pakankamai lėšų, arba matuojant parametrus, kur reikia didesnio tikslumo. 4 laidų prijungimo schema galite pamatyti dešiniajame paveikslėlyje.
Pastaba! Pt1000 jutikliui, jau esant nuliui laipsnių, varža yra 1000 omų. Galite juos pamatyti, pavyzdžiui, ant garo vamzdžio, kur išmatuota temperatūra yra 100-160 ° C, o tai atitinka apie 1400-1600 omų. Laidų varža, priklausomai nuo ilgio, yra maždaug 3-4 omai, t.y. jie praktiškai neturi įtakos klaidai ir nėra daug prasmės naudoti trijų ar keturių laidų sujungimo schemą.
Atsparių termometrų privalumai ir trūkumai
Kaip ir bet kuris instrumentas, atsparumo termometrų naudojimas turi nemažai privalumų ir trūkumų. Apsvarstykime juos.
Privalumai:
- beveik tiesinė charakteristika;
- matavimai gana tikslūs (paklaida ne didesnė kaip 1°С);
- kai kurie modeliai yra pigūs ir lengvai naudojami;
- prietaisų pakeičiamumas;
- darbo stabilumas.
Trūkumai:
- mažas matavimo diapazonas;
- gana žema ribinė matavimų temperatūra;
- poreikis naudoti specialias prijungimo schemas, kad būtų padidintas tikslumas, o tai padidina įgyvendinimo išlaidas.
Atsparumo termometras yra įprastas prietaisas beveik visose pramonės šakose. Šiuo prietaisu patogu matuoti žemas temperatūras, nesibaiminant dėl gautų duomenų tikslumo. Termometras nėra labai patvarus, tačiau priimtina kaina ir jutiklio keitimo paprastumas padengia šį nedidelį trūkumą.
Panašūs straipsniai:
