Назначение, устройство и принцип действия термопреобразователей сопротивлений

Назначение, устройство и принцип действия термопреобразователей сопротивлений

Категория:

Приборы для измерения температуры

Назначение, устройство и принцип действия термопреобразователей сопротивлений

Термопреобразователи сопротивлений применяют для измерения температур в пределах от -260 до +750 °С. Рабочим органом термопреобразователя является чувствительный элемент, выполненный из платиновой или медной проволоки.

Чувствительность термопреобразователей сопротивления определяется температурным коэффициентом сопротивления материала, из которого сделан термопреобразователь, т. е. относительным изменением сопротивления чувствительного элемента термопреобразователя при нагревании его на 1 °С.

Чувствительный элемент платиновых термопреобразователей сопротивления представляет собой платиновую спираль из тонкой проволоки, помещенную в капиллярную керамическую трубку, заполненную керамическим порошком, который одновременно изолирует и поддерживает спираль. С торцов трубка плотно закрыта пробками. Такая конструкция обеспечивает большую надежность в условиях вибрации и высокой температуры. К концам спирали припаяны выводные провода. Чувствительный элемент медных термопреобразователей сопротивления представляет собой бескаркасную безындуктивную катушку из изолированной медной проволоки, покрытой фторопластовой пленкой. С целью обеспечения механической и виброударной прочности чувствительный элемент помещают в тонкостенный металлический чехол, в который насыпают керамический порошок, а его затем герметизируют. В остальном конструктивное исполнение медных термопреобразователей сопротивлений аналогично платиновым термопреобразователям сопротивлений.

Конструкция термопреобразователя сопротивления показана на рис. 2. Собранный чувствительный элемент помещают в защитный чехол, который предохраняет его от механических повреждений и агрессивных воздействий измеряемой среды. Выводные провода чувствительного элемента изолируют фарфоровыми изоляторами и присоединяют к контактным клеммам, расположенным в головке преобразователя, которую закрывают крышкой с прокладкой. Герметизацию выходных проводов чувствительного элемента осуществляют с помощью эпоксидного компаунда. Свободное пространство защитного чехла заполняют окисью алюминия.

Рис. 1. Чувствительный элемент платинового термопреобразователя сопротивления

Рис. 2. Термопреобразователь сопротивления

Термопреобразователь сопротивления может иметь штуцеры для крепления по месту и для ввода соединительных проводов измерительных приборов.

Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на пропорциональном изменении его электрического сопротивления в зависимости от температуры.

При измерении температуры термопреобразователь погружают в среду, температуру которой необходимо измерить. Зная зависимость сопротивления термопреобразователя от температуры, можно по изменению сопротивления судить о температуре среды, в которую он помещен.

Отечественная промышленность выпускает широкую номенклатуру термопреобразователей сопротивлений, рассчитанных на различные пределы измерений, в разнообразных конструктивных исполнениях, соответствующих условиям их эксплуатации.

Достоинством проволочных термопреобразователей сопротивлений является их взаимозаменяемость, т. е. возможность работы с одним и тем же измерительным прибором, без подгонки шкалы, с разными термопреобразователями одной градуировки.

Основным условием взаимозаменяемости термопреобразователей сопротивлений при их эксплуатации является равенство сопротивлений термопреобразователей при каждой заданной температуре в пределах установленных допусков.

К достоинствам термопреобразователя сопротивлений можно отнести:

— высокую точность измерения температуры;
— возможность осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показаний;
— возможность централизации контроля температуры путем присоединения взаимозаменяемых термопреобразователей через переключатель к одному измерительному прибору;
— возможность использования термопреобразователей сопротивления с информационно-вычислительными машинами.

Недостатками термопреобразователя сопротивлений являются: необходимость индивидуального источника питания; относительно большие размеры чувствительного элемента; значительная инерционность; сложность устройства вторичных приборов.

Реклама:

Читать далее:

Типы и основные параметры термопреобразователей сопротивлений

Статьи по теме:

Принцип — действие — термометр — сопротивление

Принцип — действие — термометр — сопротивление

Cтраница 1

Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Достоинством термометров сопротивления является простота конструкции и высокая надежность в эксплуатации. Термометры сопротивления изготовляют из медной или платиновой проволоки диаметром от 0 03 до 0 1 мм. Промышленность выпускает медные термометры сопротивления типа ТСМ с сопротивлением 0 100 Ом при температуре О С и платиновые — типа ТСП с сопротивлением R0 10, 46 или 100 Ом при температуре О С. Ом оказывается недостаточным, поэтому промышленностью разработано и освоено производство взрывозащищенных медных высоко-омных термометров сопротивления типа ТСМ-277-01 ( рис. 3.19) с начальным сопротивлением, равным 1000 и 2000 Ом при температуре О С.  [2]

Принцип действия термометров сопротивления ( табл. 18) основан на изменении электрического сопротивления ряда металлов и их окислов в зависимости от температуры.  [3]

Принцип действия термометра сопротивления ( ТС) основан на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. ТС — это чувствительный элемент ( проводник или полупроводник), зависимость которого от температуры известна. Зная эту зависимость, можно, помещая термометр в среду с неизвестной температурой и замеряя его сопротивление, определить температуру среды. Сопротивление термометра измеряется вторичными приборами типа догометр и уравновешенный мост. Основной деталью ТС является каркас, на который наматывается проволока чувствительного элемента.  [4]

Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления материалов при изменении температуры.  [5]

Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления материалов с температурой. В проводниковых термометрах сопротивления электрическое сопротивление увеличивается с повышением температуры, в полупроводниковых — уменьшается.  [6]

Принцип действия термометра сопротивления основан на изменении электрического сопротивления металлов при изменении их температуры. В качестве прибора для измерения электрического сопротивления термометра применяется логометр. Термометр сопротивления помещается в защитном стальном кожухе в месте замера температур. Соединительные провода, проложенные от термометра до щита управления, где установлен лого-метр, должны иметь определенное сопротивление, указанное в паспорте логометра.  [7]

Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении удельного сопротивления проводников, полупроводников и диэлектриков под действием температуры.  [9]

Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве металлических проводников увеличивать электрическое сопротивление при нагревании. Термочувствительный элемент термометра сопротивления представляет собой тонкую проволоку ( медную или платиновую), намотанную бифилярно на каркас и заключенную в чехол.  [10]

Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве металлов изменять электрическое сопротивление с изменением температуры. Термосопротивления для измерения стационарных температур различных сред в производственных и лабораторных условиях изготовляют стандартными по установившимся формам, габаритам и электрическим параметрам. Термочувствительные элементы выполняют из платины, меди и никеля.  [11]

Термометр сопротивления — это… Что такое Термометр сопротивления?



Термометр сопротивления

        прибор для измерения температуры (См. Температура), принцип действия которого основан на изменении электрического сопротивления чистых металлов, сплавов и полупроводников с температурой (на увеличении сопротивления

R с повышением температуры Т у металлов (См. Металлы) и обратная зависимость R от Т у полупроводников (См. Полупроводники)).          Широкое распространение получили Т. с. из чистых металлов, особенно платины (температурный коэффициент сопротивления град^-1) и меди (α = 0,0044 град^-1), которые конструктивно представляют собой металлическую проволоку или ленту, намотанную на жёсткий каркас (из кварца, фарфора, слюды), заключённый в защитную оболочку (из металла, кварца, фарфора, стекла) с головкой, через которую проходят 2, 3 или 4 (наиболее точные Т. с.) вывода, соединяющие Т. с. с измерительным прибором ( рис.). Платиновые Т. с. применяют для измерения температур в пределах от -263 до 1064 °С, медные — от -50 до 180 °С. Материал и конструкция Т. с. должны обеспечивать его чувствительность и стабильность, достаточные для требуемой точности измерений в заданном диапазоне температур при определённых условиях применения (вибрации, агрессивные среды и др.). Точность измерений температуры зависит также от точности прибора, которым измеряют сопротивление. Т. с. технического применения работают в комплекте с мостами измерительными (См. Мост измерительный), Потенциометрами, Логометрами (показывающими и самопишущими), шкалы которых градуированы непосредственно в °С в соответствии с таблицами зависимости R от Т для данного типа Т. с. При помощи высокоточных платиновых Т. с. воспроизводится Международная практическая температурная шкала, проводятся точные измерения температуры и градуировка др. термометров в диапазоне 14—900 К.

         В качестве лабораторных иногда применяют индиевые Т. с. (4—300 К) и бронзовые Т. с. (1—4 К).

         Т. с. из полупроводников (композиционный углерод, легированный германий и др.) широко применяются для измерения низких температур (0,1—100 К) благодаря их высокой чувствительности. Т. с. этого вида представляют собой полупроводниковые пластинки (плёнки) различных габаритов и формы с приваренными металлическими выводами, помещаемые часто в защитную оболочку. В диапазоне температур 4,2—13,8 К применяют как особо точные германиевые Т. с. При температурах выше 100 К применение полупроводниковых Т. с. ограничено (сказываются их нестабильность и разброс индивидуальных характеристик, см. Терморезистор).

        

         Д. И. Шаревская.

        

        Общий вид платинового термометра сопротивления (а) и его чувствительный элемент (б): 1 — стальной чехол; 2 — чувствительный элемент; 3 — штуцер для установки термометра; 4 — головка для присоединения термометра к электроизмерительному прибору; 5 — слюдяной каркас; 6 — бифилярная обмотка платиновой проволоки; 7 — серебряная лента; 8 — слюдяная накладка; 9 — серебряные выводы.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Термометр опрокидывающийся
• Термометрия

Смотреть что такое «Термометр сопротивления» в других словарях:

• термометр сопротивления — Термометр, принцип действия которого основан на использовании зависимости электрического сопротивления материала чувствительного элемента термометра от температуры. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Термометр сопротивления ТС это термометр, как правило,… …   Справочник технического переводчика

• ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ — прибор для измерения температуры, принцип действия к рого основан на зависимости электрич. сопротивления металлов, сплавов и ПП от темп ры (на увеличении сопротивления R с повышением темп ры Т у металлов и обратной зависимостью R от Т у… …   Физическая энциклопедия

• ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ — прибор для измерения температуры, действие которого основано на изменении электрического сопротивления металлов и полупроводников с температурой …   Большой Энциклопедический словарь

• Термометр сопротивления — Условное графическое обозначение термометра сопротивления Термометр сопротивления  электронный прибор, предназначенный для измерения температуры и основанный на зависимости электрического сопротивления …   Википедия

• ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ — датчик температуры, устройство которого основано на свойствах металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры (смотри рис. Т 9). Преимущество термометра сопротивления: высокая точность измерения температуры и… …   Металлургический словарь

• термометр сопротивления — 3.1 термометр сопротивления ; ТС: Средство измерений температуры, состоящее из одного или нескольких термочувствительных элементов сопротивления и внутренних соединительных проводов, помещенных в герметичный защитный корпус, внешних клемм или… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• термометр сопротивления — прибор для измерения температуры, действие которого основано на изменении электрического сопротивления металлов и полупроводников с изменением их температуры. * * * ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ, прибор для измерения температуры …   Энциклопедический словарь

• термометр сопротивления — varžinis termometras statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termometras, kurio veikimas pagrįstas metalų ir jų lydinių arba puslaidininkių varžos priklausomybe nuo temperatūros. atitikmenys: angl. resistance thermometer;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• термометр сопротивления — varžinis termometras statusas T sritis chemija apibrėžtis Temperatūros matuoklis, kurio veikimas pagrįstas metalo ar puslaidininkio elektrinės varžos priklausomybe nuo temperatūros. atitikmenys: angl. resistance thermometer rus. термометр… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

• термометр сопротивления — varžinis termometras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. resistance thermometer; thermometer resistor vok. Widerstandsthermometer, n rus. термометр сопротивления, m pranc. thermomètre à résistance, m …   Fizikos terminų žodynas

• термометр сопротивления — varžinis termometras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termometras, kurio veikimas pagrįstas metalų, elektrolitų, puslaidininkių elektrinės varžos kitimo priklausomybe nuo temperatūros. Temperatūros jutiklis – rezistorius, sudarytas iš… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Термометры — конструкции, принцип работы

Температура, наряду с давлением, является самым важным параметром при эксплуатации систем отопления. Ведь именно температура является определяющим фактором работы отопительных приборов. Именно по температуре нормируются Санитарные Нормы и Правила (СНиП), по которым температура воздуха в помещении не должна быть ниже 18°С. Какое будет давление в системе – не столь важно, главное, чтобы его хватало для достижения наивысшей точки системы, а вот температуру в помещении ощущает каждый потребитель. На котельных имеются специальные температурные графики, на которых отображается зависимость температуры воды, подаваемой в систему отопления, от температуры наружного воздуха.

Именно поэтому немаловажно, наряду с давлением, контролировать также и значения температуры теплоносителя. Для этого и существуют термометры. По принципу действия их разделяют на:

• термометры расширения, которые основаны на расширении жидкостей или твердых тел (металлов) при нагревании. К ним относятся жидкостные термометры, манометрические и биметаллические;
• электрические, к которым относятся термоэлектрические термометры и термометры сопротивления.

Подробнее остановимся лишь на нескольких видах термометров, наиболее встречающихся в котельных и ЦТП.

Термометры жидкостные состоят из стеклянной капиллярной трубки и шкалы с делениями, которые обозначают градусы. Нижний конец трубки соединен с резервуаром, который заполнен жидкостью, верхний конец – запаян. При нагревании жидкость, как известно, расширяется, и высота столба ее в капилляре соответствует определенной температуре. По форме нижней части трубки жидкостные стеклянные термометры классифицируют на прямые и угловые. В обозначениях это указывается как тип А и тип Б.

В промышленности наиболее распространены ртутные термометры. Их применяют для измерения температур в диапазонах от -35 до + 600°С. Правильность показаний жидкостного термометра во многом зависит от правильности его установки на трубопроводе. При измерениях температур до +150°С гильзу, в которую ставится термометр, заполняют машинным маслом. Для защиты термометра на гильзу обязательно должна навертываться оправа, которая изготавливается из металла с низкой теплопроводностью.

Принцип работы манометрических термометров основан на повышении давления находящихся в замкнутой системе жидкости или газа при увеличении их температуры. В зависимости от применяемого рабочего вещества изменяются и пределы измеряемых температур. В целом, они колеблются в диапазоне от -200 до +1000°С.

Основными частями манометрического термометра являются термобаллон и гибкая капиллярная медная трубка длиной до 6 м, которая соединяет баллон с трубчатой пружиной. При нагреве жидкости происходит повышение давления, которое передается пружине. Пружина, в момент выпрямления воздействует на тягу и поворачивает стрелку показывающего манометра.

При эксплуатации манометрических термометров особое внимание нужно обращать на обеспечение сохранности капилляра, а также плотности его соединения с термобаллоном и вторичным прибором. Крепление капилляра к стенам осуществляется специальными скобами. В необходимых случаях капилляр может прокладываться в трубе или под металлическим угольником. При установке также следует помнить, что прокладку капилляра нельзя осуществлять вблизи нагретых поверхностей и приборов отопления.

Работа биметаллического термометра основана на использовании в конструкции его чувствительного элемента двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения. Металлические пластины прочно соединены между собой (чаще всего сваркой) и вместе образуют биметаллический элемент (пластину или спираль), который при нагревании расширяется и вращает соединенную с ней стрелку термометра.

В конструкцию типового биметаллического термометра входит круглый корпус, в котором имеется циферблат, кинематический механизм со стрелкой и чувствительный биметаллический элемент в защитной трубке.

Класс точности приборов составляет 2,5, диапазон измерений — от -70 до +600°С. Погрешность при низких диапазонах составляет около 1 градуса, при более высоких пределах погрешность доходит до 10 градусов.

Достоинствами биметаллических термометров по сравнению с жидкостными является механическая прочность и нечувствительность к скачкам давления. Поэтому использование в котельных по возможности именно биметаллических термометров является более предпочтительным.

Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Расскажите о нас друзьям:

Измерение температуры | КИПиА Портал

Одним из важнейших физических параметров, который чаще всего наблюдается и контролируется, будь то повседневная бытовая жизнь человека, производственные циклы или лабораторные исследования, является температура.

Температурой — называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической энергии поступательного движения молекул. Отсюда температурой называют условную статистическую величину, прямо пропорциональную средней кинетической энергии молекул тела.

В соответствии с Международной практической температурной шкалой 1968 г. основной температурой является термодинамическая температура, единица которой — Кельвин (К), но на практике чаще применяется температура Цельсия, единица которой — градус (С), равный Кельвину. между температурой Цельсия и термодинамической температурой существует следующее соотношение:

t, С=Т, К-273,15

Для изменения температур применяется контактные и бесконтактные методы. Для реализации контактных методов измерения применяются:

термометры расширения

• стеклянные
• жидкостные
• манометрические
• биметаллические
• дилатометрические

термопреобразователи

• термосопротивления (проводниковые и полупроводниковые)
• термоэлектрические преобразователи

Бесконтактные измерения температуры осуществляются пирометрами (квазимонохроматическими, спектрального отношения и полного излучения).

Контактные методы измерения более просты и точны, чем бесконтактные. Но для измерения температуры необходим непосредственный контакт с измеряемой средой и телом. И в результате этого может возникать, с одной стороны, искажение температуры среды в месте измерения и с другой несоответствие температуры чувствительного элемента и измеряемой среды.

Серийно выпускаемые термометры и термопреобразователи охватывают диапазон температур от — 260 до 2200°С и кратковременно до 2500°С. Бесконтактные средства измерения температуры серийно выпускаются на диапазон температур от 20 до 4000°С.

В таблице 1 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения.

Таблица 1

Термометрическое свойство	Наименование устройства	Пределы длительного применения, 0С
		Нижний	Верхний
Тепловое расширение	Жидкостные стеклянные термометры	-190	600
Изменение давления	Манометрические термометры	-160	60
Изменение электрического сопротивления	Электрические термометры сопротивления.	-200	500
	Полупроводниковые термометры сопротивления	-90	180
Термоэлектрические эффекты	Термоэлектрические термометры (термопары) стандартизованные.	-50	1600
	Термоэлектрические термометры (термопары) специальные	1300	2500
Тепловое излучение	Оптические пирометры.	700	6000
	Радиационные пирометры.	20	3000
	Фотоэлектрические пирометры.	600	4000
	Цветовые пирометры	1400	2800

Термометры стеклянные

Принцип действия основан на зависимости объемного расширения жидкости от температуры. Отличаются высокой точностью, простотой устройства и дешевизной. Однако стеклянные термометры хрупки, как правило, не ремонтопригодны, не могут передавать показания на расстояние.

Основными элементами конструкции являются резервуар с припаянным к нему капилляром, заполненные частично термометрической жидкостью, и шкала.

Конструктивно различаются палочные термометры со шкалой, вложенной внутрь стеклянной оболочки. У палочных термометров шкала наносится непосредственно на поверхность толстостенного капилляра. У термометров с вложенной шкалой капилляр и шкальная пластина с нанесенной шкалой, заключены в защитную оболочку, припаянную к резервуару.

Стеклянные термометры расширения выпускаются для измерения температур от -100 до 600°С.

Выпускаются также ртутные электроконтактные термометры, предназначенные для сигнализации или поддержания заданной температуры. Термометры выпускаются с заданным постоянным контактом (ТЗК) или с подвижным контактом (ТПК).

Точность показаний термометров зависит от правильности их установки. Важнейшим требованием, предъявляемым при установке, является обеспечение наиболее благоприятных условий притока тепла от измеряемой среды к термобаллону и наименьший отвод тепла от остальной части термометра во внешнюю среду. Большей частью термометры устанавливают в защитную оправу.

Рисунок 1. Стеклянные термометры

Рисунок 2. Электроконтактные термометры

Манометрические термометры

Манометрические термометры предназначены для непрерывного дистанционного измерения температуры жидких и газообразных нейтральных сред в стационарных условиях.

Принцип действия основан на измерении давления (объема) рабочего вещества в замкнутом объеме в зависимости от температуры чувствительного элемента. Основными частями манометрических термометров являются термобаллон (чувствительный элемент), капилляр и деформационный манометрический преобразователь, связанный со стрелкой прибора.

Рисунок 3. Схема манометрического термометра

В зависимости от агрегатного состояния вещества, заполняющего систему, манометрические термометры делятся на жидкостные, газовые и парожидкостные (конденсатные). В качестве заполнителей термосистем применяются: в газовых манометрических термометрах — азот, в жидкостных — полиметилоксановые жидкости, в парожидкостных -ацетон, метил хлористый, фреон.

Измерение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем через термобаллон и преобразуется в изменение давления, под действием которого манометрическая трубчатая пружина с помощью тяги и сектора перемещает стрелку относительно шкалы.

Схема манометрического термометра

В зависимости от выполняемых функций манометрические термометры разделяются на показывающие, самопишущие, комбинированные, бесконтактные, с наличием устройств для телеметрической передачи, сигнализации, регулирования или без них.

В зависимости от способа соединения термобаллона с корпусом, термометры могут быть местные и дистанционные. В зависимости от формы диаграммы и поля записи, самопишущие термометры подразделяют на дисковые, ленточные. В зависимости от типа механизма для передвижения диаграммных лент самопишущие термометры изготовляют с часовым или электрическим приводом.

Достоинством манометрических термометров являются: возможность измерения температуры без использования дополнительных источников энергии, сравнительная простота конструкции, возможность автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствительность к внешним магнитным полям.

К недостаткам относятся: относительно невысокая точность измерения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы, низкая прочность капилляра, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний, значительная инерционность.

Основные типы манометрических термометров:

— ТПГ — 100 Эк, ТПГ- 100Сг -газовый показывающий сигнализирующий;

— ТКП — 100 , ТКП — 160 -конденсационный показывающий;

— ТЖП — 100 — жидкостной показывающий;

— ТГП — 100 — газовый показывающий.

Термопреобразователи сопротивления

Термопреобразователи сопротивление применяются для измерения температур а пределах от -260 до 750°С. Принцип действия основан на свойстве проводника изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Основными частями термопреобразователя сопротивления являются: чувствительный элемент, защитная арматура и головка преобразователя с зажимами для подключения и соединительных проводов. Чувствительные элементы медных термопреобразователей представляют собой проволоку, покрытую эмалевой изоляцией, которая бифилярно намотана на каркас, либо без каркаса, помещенную в тонкостенную металлическую оболочку. Чувствительный элемент помещается в защитную арматуру.

Платиновая проволока не может быть покрыта слоем изоляции. Поэтому платиновые спирали располагают в тонких каналах керамического каркаса, заполненных керамическим порошком. Этот порошок выполняет функции изолятора, осуществляет фиксацию положения спиралей в каналах и препятствует межвитковому замыканию.

Термопреобразователи сопротивления выпускаются для измерений температур в диапазоне от -260 до 1100°С следующих исполнений: погружаемые и поверхностные, стационарные и переносные; негерметичные и герметичные; обыкновенные, пылезащищенные, водозащищенные, взрывобезопасные, защищенные от агрессивных сред и других внешних воздействий; малоинерционные, средней и большой инерционности; обыкновенные и виброустойчивые; одинарные и двойные; 1 — 3 классов точности.

Выпускаются термопреобразователи сопротивления следующих номинальных статических характеристик преобразования: платиновые -10П, 50П, 100П, медные -10М, 50М, 100М. Число в условном обозначении характеристики показывает сопротивление термопреобразователя при 0°С.

К числу достоинств следует отнести высокую точность и стабильность характеристики преобразователя, возможность измерять криогенные температуры, возможность осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показаний.

 К недостаткам следует отнести больше размеры чувствительного элемента, не позволяющие измерять температуру в точке объекта или измеряемой среды, необходимость индивидуального источника питания, значительная инертность.

Термоэлектрические преобразователи

Термометры термоэлектрические представляют собой чувствительные элементы в виде двух проводов из разнородных металлов или полупроводников со спаянными концами. Действие термоэлектрического преобразователя основано на эффекте Зеебека — появлении термоЭДС в контуре, составленном из двух разнородных проводников, спаи которых нагреты до различных температур. При поддержании температуры одного из спаев постоянной можно по значению термоЭДС судить о температуре другого спая. Спай, температура которого должна быть постоянной, принято называть холодным, а спай, непосредственно соприкасающийся с измеряемой средой — горячим.

В наименовании термоэлектрического преобразователя всегда принято ставить на первое место название положительного термоэлектрода, а на второе — отрицательного.

Преобразователи термоэлектрические изготовляют следующих типов:

— ТВР — термопреобразователь вольфрамрениевый

— ТПР — термопреобразователь платинородиевый

— ТПП — термопреобразователь платинородий-платиновый

— ТХА — термопреобразователь хромель-алюмелевый

— ТХК — термопреобразователь хромель-копелевый

— ТМК — термопреобразователь медь-копелевый

Термопреобразователи различают:

— По способу контакта с измеряемой средой — погружаемые, поверхностные.

— По условиям эксплуатации — стационарные, переносные, разового применения, многократного применения, кратковременного применения.

— По защищенности воздействия окружающей среды — обыкновенные, водозащитные, защищенные от агрессивных сред, взрывозащищенные, защищенные от других механических воздействий.

— По герметичности к измеряемой среде — негерметичные, герметичные.

— По числу термопар — одинарные, двойные тройные.

— По числу зон — однозонные, многозонные.

Если температуру холодного спая поддерживать постоянной, то термоЭДС будет зависеть только от степени нагрева рабочего конца термопреобразователя , что позволяет отградуировать измерительный прибор в соответствующих единицах температуры . В случае отклонения температуры свободных концов от градуировочного значения, равного 0°С, к показаниям вторичного прибора вводиться соответствующая поправка. Температуру свободных концов учитывают для того, чтобы знать величину поправки.

Для вывода свободных концов термопреобразователя в зону с постоянной температурой служат удлиненные термоэлектродные провода. Они должны быть термоэлектрически идентичны термоэлектродам термопреобразователя.

Существует два способа подбора компенсационных проводов. Первый способ — подбирают провода, которые в паре с соответствующим электродом имеют термоЭДС. Его применяют в тех случаях, когда необходимо производить измерения с повышенной точностью. В случае недефицитных материалов и удовлетворительных эксплуатационных свойств провода изготовляют из тех же материалов, что и подключаемая термопара.

Таким образом, чтобы определить измеряемую температуру среды с помощью термоэлектрического преобразователя, необходимо выполнить следующие операции:

•  измерить термоЭДС в цепи преобразователя;
• определить температуру свободных концов;
• в измеряемую величину термоЭДС ввести поправку на температуру свободных концов;
• по известной зависимости термоЭДС от температуры определить измеряемую температуру среды.

В зависимости от материала термоэлектродов различают: термопреобразователи с металлическими термопарами из благородных и неблагородных металлов и сплавов; термопреобразователи с термопарами из тугоплавких металлов и сплавов.

Термопары из благородных металлов, обладая устойчивостью к высоким температурам и агрессивным средам, а также постоянной термоЭДС, широко пользуются для замера высоких температур в промышленных и лабораторных условиях. Термопары из неблагородных металлов и сплавов применяются доя измерения температур до 1000°С. Достоинством этих термопар является сравнительно небольшая стоимость и способность из развивать большие термоЭДС.

Для защиты термоэлектродов от механических повреждений и агрессивного действия среды, а также для удобства установки на технологическом оборудовании применяют защитную арматуру. Материал и исполнение арматуры могут быть различными в зависимости от назначения и области применения. Наиболее широко в качестве материалов используют высоколегированные стали и коррозионно — стойкие, жаропрочные и жаростойкие сплавы на основе железа, никеля, хрома и добавок алюминия, кремния, марганца.

Бесконтактное измерение температуры, основные понятия и законы излучения

О температуре нагретого тела можно судить на основании измерения параметров его теплового излучения, представляющего собой электромагнитные волны различной длины. Чем выше температура тела, тем больше энергии оно излучает.

Термометры, действие которых основано на измерении теплового излучения, называют пирометрами. Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000 °С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния измерителя на температурное поле нагретого тела, так как в процессе измерения они не вступают в непосредственный контакт друг с другом. Поэтому данные методы получили название бесконтактных.

На основании законов излучения разработаны пирометры следующих типов:

1. пирометр суммарного излучения (ПСИ) – измеряется полная энергия излучения;
2. пирометр частичного излучения (ПЧИ) – измеряется энергия в ограниченном фильтром (или приемником) участки спектра;
3. пирометры спектрального отношения (ПСО) – измеряется отношение энергии фиксированных участков спектра.

В зависимости от типа пирометра различаются радиационная, яркостная, цветовая температуры.

Радиационной температурой реального тела Тр называют температуру, при которой полная мощность АЧТ равна полной энергии излучения данного тела при действительной температуре Тд.

Яркостной температурой реального тела Тя называют температуру, при которой плотность потока спектрального излучения АЧТ равна плотности потока спектрального излучения реального тела для той же длины волны (или узкого интервала спектра) при действительной температуре Тд.

Цветовой температурой реального тела Тц называют температуру, при которой отношения плотностей потоков излучения АЧТ для двух длин волн  и  равно отношению плотностей потоков излучений реального тела для тех же длин волн при действительной температуре Тд.