Датчики измерения температуры используются для контроля веществ в твердом, жидком или газообразном состоянии. В зависимости от целей применения, схема строения прибора будет видоизменяться. Но чтобы выбрать подходящий инструмент необходимо обращать внимание на одни и те же нюансы.
Виды, конструкция и принципы действия
Термопара
Датчик включает в себя две проволоки из разных металлов, спаянных между собой. Для отношения концов друг с другом в зоне постоянной температуры, в конструкцию добавляют удлиняющие провода из двух металлов. Когда на концы проводов действуют разные температуры (например, при помещении датчика в горячую воду), то в цепи появляется электрический ток. Сила возникшего тока (от 40 до 60 мкВ) зависит от используемого материала термопары, который влияет на термоэлектрическую силу прибора.
В практике можно встретить железоникелевые, хромоалюминиевые, медно-константановые и так далее. В дешевых моделях используются неблагородные металлы (аналогичных термоэлектродам) для удлиняющих проводов, а в дорогих – благородные металлы, которые способы развивать аналогичную термо-ЭДС, что и электроды (необходимо для уменьшения стоимости высококлассным приборов).
Термопара относится к датчикам с высокой точностью. Проблемой устройства является сложность получения замеренного значения. Термопара действует по принципу относительности отличия температур между разъемами. Горячий спай помещается в замеряемое вещество, а холодный остается находиться в окружающей среде.
При необходимости использования термопары работа проводится следующим образом. Температуру холодного спая необходимо компенсировать, для чего вторую термопару помещают в среду с известным показателем.
Если используется программный способ компенсации, второй датчик помещается в изометрическую камеру, где находятся холодные спаи, что позволяет контролировать температуру с высокой точностью. Самое сложное в работе с одноконтактной термопарой – снять показатели.
В ГОСТе прописаны коэффициенты, необходимые для перевода ЭДС в показатель температуры и наоборот. Подсчет также может вестись при помощи контроллера.
Но получаемый от термопары показатель ЭДС измеряется в единицах и сотнях микровольт. Поэтому использование аналоговых преобразователей не будет успешным. Для сборки специальной конструкции, цель которой – получение точных результатов, потребуются малошумящие аналоговые преобразователи.
На практике для устранения имеющихся погрешностей используют автоматическое введение поправки на температуру свободных концов. Под этим подразумевают введение моста с плечами в виде медного и манганинового терморезисторов.
Терморезисторы
Терморезисторы делятся по типу зависимости сопротивления от температуры. Они могут быть отрицательными (NTC) или положительными (PTC).
Измерения легче проводить при помощи терморезисторов. Принцип работы построен на сопротивлении материалов внешней температуре. Высокая точность присуща для приборов, изготовленных из платины. На работу терморезисторов влияют две характеристики.
Первая – базовое сопротивление, второе – температура, при которой оно определяется. ГОСТ устанавливает, что определение должно проходить при 0 градусов по Цельсию. В нормативном документе указывается, что рекомендуется использовать несколько номиналов сопротивлений, определяемых в Омах, а также температуры, что позволит сопоставить результаты при 0°С и другом показателе. Для этого используется следующая формула:
Ткс = (Re – R0c) / (Te – T0c) *1/R0c
Температурный коэффициент будет изменяться в зависимости от используемого материала для термометров, что отражено в ГОСТе. В нормативном документе также указываются коэффициенты полинома, необходимые для расчета в зависимости от текущего сопротивления.
Термометры сопротивления обладают одним минусом – низкий температурный коэффициент сопротивления. Несмотря на этот нюанс, использование терморезисторов проще по сравнению с принципом работы термопары.
Способы измерения будут зависеть от комплектации модели. Базовые терморезисторы необходимо включать в цепь с источником тока и контролируемого дифференциального напряжения. Чтобы корректно определить доли единицы процента получаемых от температурного коэффициента проводников, лучше использовать аналого-цифровые преобразователи.
Если в датчик уже встроен аналоговый выход, соответствующий питаемому напряжению, то для оцифровывания можно напрямую подключать терморезистор к преобразователю
Комбинированные
Комбинированные датчики включают в себя несколько полупроводников, объединенных в единое устройство. Датчики могут иметь встроенный цифровой интерфейс, а не только интегральные схемы с выходом. Часто используется комбинированный датчик благодаря возможности подключения параллельных устройств. Погрешность при расчете температуры равна 2 °С, а при определении влажности – 5%. Проблема в таком датчике одна – оптимизация интерфейса.
Цифровые
В цифровых датчиках устанавливается трехвыводная микросхема. Показатели считываются с нескольких параллельно работающих датчиков, что позволяет получить показания с точностью 0,5 °С. Работа электронного термометра возможна от -55 до +125 °С. Единственным минусом устройства является скорость получения результатов – 750 секунд для получения максимально точного показателя. Определение точности прибора осуществляется при помощи соответствующих регулировок, которые необходимы для уменьшения количества затрачиваемого времени на получение результата. Опрос датчика не имеет смысла, так как корпус является инерционным.
Бесконтактные
Работа датчика основана на нагревании тонкой пленки, что осуществляется благодаря воздействию инфракрасных лучей. Встретить подобную технологию можно в пирометрических устройствах. В отличии от контактного, получить данные можно на расстоянии.
Кварцевые преобразователи температуры
Если диапазон изменяемых температур превышает стандартные значения и достигает отметки от -80 до +250°С, то используются кварцевые преобразователи. Такие устройства работают на принципе взаимодействия кварца и температуры, отражаемого частотной зависимостью. Преобразователь имеет несколько функций, которые меняются в зависимости от расположения среза по осям кристалла.
Кварцевые датчики отличаются высокой точностью, стабильностью и разрешением. Являются более перспективными способами измерения температуры. Часто можно встретить в цифровых термометрах.
Шумовые
Шумовой датчик служит для получения показателей по принципу разности потенциалов на резисторе, которые меняются в зависимости от температуры. На практике подобный способ измерения имеет условие – одна из температур должна быть известна, а вторая — измеряемая. Два полученных шума от различных температур сравнивают и находят искомое значение.
Работа датчика возможна от -270 до +1100 °С. Из преимуществ отмечается возможность измерения температур в термодинамике. Но минусом является сложность реализации такого способа измерения напряжения шумом из-за наличия различий с шумом усилителя.
Ядерного квадрупольного резонанса
Принцип работы биметаллического термометра основывается на действии градиента поля тока решетки кристалла и момента ядра, вызванного отклонением заряда от симметрии сферы. При помощи такого процесса создается процессия ядер. Частота напрямую зависит от градиента поля решетки. В зависимости от вещества, величина показателя может подниматься до нескольких тысяч МГц. Чем выше температура, тем меньше частота ЯКР.
ЯКР образует ампулу с веществом, которая помещается в обмотку индуктивности для дальнейшего соединения с контуром генератора. Если частота генератора и частота ЯКР совпадают, то исходящая от генератора энергия поглощается. При измерении вещества с температурой -263°С погрешность составляет 0,02 градуса, а при температуре 27°С, погрешность равна 0,002 градуса. Из преимуществ датчика выделяют неизменную стабильность. Минусом является значительная нелинейность преобразующей функции.
Объемные преобразователи
Принцип работы иного рода биметаллического термометра построен на свойстве веществ расширяться и сжиматься в зависимости от действующей температуры. Диапазон действия преобразователя определяется в зависимости от стабильности материала. Датчик может использоваться при температурах от -60 до +400°С. Погрешность составит от 1 до 5%.
При определении температуры датчиками на жидкости погрешность падает до 1-3% в зависимости от температурной среды. Температура закипания и замерзания жидкости также будет влиять на интервал работы датчика.
Если датчик измеряет преобразователи на газе, то граница измерения зависит от точки перехода газа в жидкое состояние и стойкостью баллона в воздействующей температуре.
Канальный
Все цифровые термометры относятся к канальным, так как для передачи сигналов они используют каналы. В зависимости от количества таких “магистралей” определяется канальность устройства. Так термометр Testo 925 относится к 1-канальным, в основе работы лежит термопара, как и у термометра Testo 735-2 – 3-канального. А Testo 810 – 2-канальный прибор с инфракрасным термометром.
Параметры выбора
Чтобы осуществить корректный выбор подходящего термометра, необходимо определить несколько условий, которые должны соответствовать для комфортной работы прибором.
Диапазон рабочей температуры
Необходимо знать, в каких температурах будет задействован термометр. Также нужно определить, какая погрешность будет приемлемой при получении результатов. Если диапазон температур небольшой, то подойдут термисторы. В самых суровых условиях работоспособны преимущественно шумовые приборы.
Условия проведения замеров
Возможно ли поместить термометр в среду или материал, который нужно заменить. Если нет, то получить данные можно при помощи радиационных термометров, которые замеряют температуру сквозь препятствия.
Время работы до калибровки или замены
Установить условия работы датчика. Окружающая обстановка может быть стандартной, с высокой влажность, окислительной, пожароопасной и так далее.
Величина сигнала выхода
Сигнал выхода должен соответствовать возможностям электроизмерительных приборов для дальнейшей обработки получаемых данных. Зависит это от полученных показателей температуры, преобразуемых в энергию.
Другие технические данные
Также при определении подходящего типа датчика температуры необходимо обращать внимание на второстепенные факторы. Эти нюансы позволяют выбрать самый подходящий аппарат для получения необходимых данных.
Погрешность
Для получения самых точных результатов потребуется большое количество времени. Лучший показатель выдает биметаллический термометр, построенный по принципу ЯКР и цифровые. Первые – быстрее, а вторые – точнее.
Разрешение
Этот показатель позволяет получить от датчика более точные приращениям дискретности измерения температуры. Ярким представителем является DS18B20, который может работать в разрешении 9,10,11 и 12 бит. Самый малый режим даст 0.5°C, а максимальный — 0.0625°C.
Напряжение
На величину выходного напряжения будет влиять сопротивление резистора. В зависимости от этого напряжение может быть линейным (изменяться в зависимости от температуры) и нелинейным. Для каждого датчика существуют свои эталонные величины на выводах термометра, который зависит от температуры измеряемого объекта.
Время сработки
Показатель отвечает за скорость получения результатов замера. Как правило, быстрые замеры можно получить, имея крупную погрешность. Для устранения этого недостатка потребуется пренебречь временем сработки и увеличить его до необходимого показателя точности.
Промышленные термодатчики и сенсоры
Кроме стандартных бытовых термодатчиков бывают промышленные, которые используются исключительно на специальных объектах. Их распространение направлено на определенную группу лиц из-за избыточных возможностей, которые требуются только на производстве. Некоторые из них способны работать в различных нетрадиционных средах и суровых условиях. Выбор подходящих типов осуществляется тем же образом, что и для подбора бытовых датчиков.
Применение
Стоит понимать, что каждый из типов датчиков создан для использования в специальных условиях. Практически во всех сферах производства и жизни требуется знать температуру. Так применять термисторы необходимо для получения абсолютных показателей, для сбора показателей в помещениях – шумовые, для получения максимально точных данных – цифровые и так далее.
Мир датчиков температур охватывает все сферы жизни, где требуется измерение показателей. Это может быть помещение, жидкость или предмет с совершенно различными нюансами. В одних помещениях высокая влажность, в другие нельзя попадать. Аналогичные параллели можно проводить с жидкостями и объектами. При выборе подходящего термометра необходимо обращать внимание на нюансы условий измерения.
Нормирующие преобразователи температуры предназначены для преобразования сигнала датчиков термосопротивления или термоЭДС термопар в стандартный выходной токовый сигнал 0…5, 0…20 или 4…20 мА. Необходимость применения нормирующих преобразователей связана с тем, что в некоторых случаях измеренное значение температуры требуется передать на несколько вторичных приборов. Сделать это, имея выходной сигнал термоЭДС и, особенно, термосопротивления весьма проблематично.
Так же целесообразно применять нормирующий преобразователь в случае, если термопара существенно удалена от вторичного прибора. Ведь при этом материальные затраты на приобретение компенсационного провода могут быть очень велики. Выгоднее использовать встроенный в головку термопары нормирующий преобразователь (так называемую токовую таблетку) и выполнить подключение к вторичному прибору обычным медным кабелем. С этой же точки зрения выгоднее использовать нормирующий преобразователь при подключении удаленного термометра сопротивления. Четырехжильный соединительный кабель можно будет заменить менее дорогим двухжильным кабелем.
«Токовая таблетка» всегда имеет токовый выход 4…20 мА если соединяется с вторичным прибором по двухпроводной схеме. Нормирующий преобразователь температуры имеет более узкий диапазон рабочих температур по сравнению с термометром сопротивления или термопарой. Обычно его нормальная работа гарантируется в диапазоне температур от -20 до +40 °С. Это необходимо учитывать при его применении, так как, например, головка термопары может подвергаться воздействию более высоких температур, располагаясь вблизи стенки печи. Термометр сопротивления, наоборот, может охлаждаться до температур ниже -20°С при установке на открытом воздухе или в продуваемом пролете цеха. Несоблюдение температурного режима работы может стать причиной некорректных показаний и выхода нормирующего преобразователя из строя. Диапазон рабочих температур нормирующего преобразователя не имеет ни чего общего с диапазоном измерения (преобразования) температур, или, иначе говоря, шкалой нормирующего преобразователя. Если в качестве датчика температуры используется термопара, то шкала нормирующего преобразователя может быть 0…600, 0…900 и даже 0…1200°С.
«Токовые таблетки» чаще всего изготавливаются однопредельными, работающими с датчиками температуры одной определенной градуировки (100П, 100М, ХА и т.п.). Перенастроить их нельзя. В лучшем случае можно выполнить подстройку нуля и шкалы в небольших пределах резисторами, размещенными в корпусе нормирующего преобразователя.
Интеллектуальные нормирующие преобразователи (iTEMP HART TMT182, например), выпускаемые фирмой Endress+Hauser, являются перенастраиваемыми – можно установить тип датчика температуры (термопара или термосопротивление), градуировку и шкалу измерения. Конфигурирование интеллектуального преобразователя осуществляется по протоколу HART с помощью HART-коммуникатора или HART-модема и компьютера.
Довольно широко распространены нормирующие преобразователи щитового монтажа и для монтажа на DIN рейку. Как правило, они требуют подачи напряжения питания 24В постоянного тока или 220В переменного тока. Чаще всего они так же, как и «токовые таблетки», имеют выход 4…20 мА, но он, как правило, является активным. Наличие отдельной цепи питания позволяет реализовать в данных нормирующих преобразователях токовые выхода 0…5 мА и 0…20 мА. Некоторые нормирующие преобразователи (например, 2000НМ, компании «Челябинск теплоприбор») дополнительно оснащены настраиваемым пороговым устройством и функцией контроля целостности линии связи с первичным датчиком температуры.
Широкие возможности конфигурирования имеют нормирующие преобразователи MCR немецкой фирмы Phoenix Contact. Под съемной крышкой корпуса преобразователя расположен ряд миниатюрных DIP переключателей, с помощью которых устанавливается шкала измерения, тип выходного сигнала (0…20 или 4…20 мА) и включается /отключается коррекция температуры холодного спая (для модификаций преобразователей работающих с термопарами). Питание преобразователя осуществляется от внешнего источника питания 24В. Достоинством данных преобразователей является полная гальваническая развязка между входными и выходными цепями и функция подавления помех на входе. В частности, именно эти модули были применены в цепях контроля температуры подины электросталеплавильной печи девятью термопарами градуировки ХА. Так как данные термопары (тип TSC3 10 BEXJ148G1, изготовитель Endress+Hauser) в цельнометаллическом корпусе диаметром 6 мм имели длину от 3 до 6,5 метров и располагались под подиной печи, то они были подвержены существенным наводкам со стороны горящей электрической дуги. Будучи первоначально подключенными непосредственно к входному модулю контроллера Siemens S300 (тип модуля 6ES7 331-7PF11-0AB0) они не обеспечивали стабильного измерения температуры: при горящей дуге показания температуры скачкообразно изменялись в весьма широких пределах, что приводило к срабатыванию защиты от перегрева подины и аварийному останову электросталеплавильной печи. Установка девяти модулей нормирующих преобразователей MCR Phoenix Contact позволило устранить этот эффект, но потребовалось естественно заменить входной модуль контроллера на другой (с входами 4…20 мА).
Дополнительную информацию вы можете найти в разделе «Вопрос-ответ».
Посмотреть другие статьи.
Преобразователи температуры
Таблица перевода единиц измерения давления
| Единицы | бар | мм рт.ст. | мм вод.ст. | атм (физич.) | кгс/м2 | кгс/см2 (технич. атм.) | Па | кПа | Мпа |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 бар | 1 | 750.064 | 10197,16 | 0.986923 | 10.1972 ∙ 103 | 1,01972 | 105 | 100 | 0.1 |
| 1 мм рт.ст. | 1.33322 ∙10-3 | 1 | 1.31579 ∙10-3 | 13,5951 | 13.5951 ∙10-3 | 133.322 | 133.322 ∙10-3 | 133.322 ∙10-6 | |
| 1 мм вод.ст. | 98.0665 ∙10-6 | 73.5561 ∙ 10 -3 | 1 | 96.7841 ∙10-6 | 1 | 0.1∙10-3 | 9.80665 | 9.80665 ∙10-3 | 9.80665 ∙10-6 |
| 1 атм | 1.01325 | 760 | 10.3323 ∙103 | 1 | 10.3323∙ 103 | 1.03323 | 101.325 ∙ 103 | 101.325 | 101.325 ∙10-3 |
| 1 кгс/м2 | 98,0665 ∙10-6 | 73.5561 ∙ 10 -3 | 1 | 96.7841 ∙10 -6 | 1 | 0.1∙10-3 | 9.80665 | 9.80665 ∙10 -3 | 9.80665 ∙10-6 |
| 1 кгс/см2 | 0,980665 | 735.561 | 10000 | 0.967841 | 10000 | 1 | 98.0665 ∙ 103 | 98.0665 | 98.0665 ∙10-3 |
| 1 Па | 10 -5 | 7.50064 ∙10-3 | 0,1019716 | 9.86923 ∙10-6 | 101.972 ∙ 10-3 | 10.1972 ∙10-6 | 1 | 10 -3 | 10 -6 |
| 1 кПа | 0.01 | 7.50064 | 101,9716 | 9.86923 ∙10-3 | 101.972 | 10.1972 ∙10-3 | 103 | 10 -3 | |
| 1 МПа | 10 | 7.50064 ∙103 | 101971,6 | 9.86923 | 101.972 ∙103 | 10.1972 | 106 | 103 | 1 |
К системе СИ относятся: Инженерные единицы:
Бар
1 бар = 0,1 Мпа 1 мм рт.ст. = 13.6 мм вод.ст.
1 бар = 10197.16 кгс/м2 1 мм вод.ст. = 0.0001кгс/см2
1 бар = 10 Н/см2 1 мм вод.ст. = 1 кгс/м2
1 атм = 101.325 ∙ 103 Па
Па
1 Па = 1000МПа
1 МПа = 7500 мм. рт. ст.
1 МПа = 106 Н/м2
В 2012 году ООО «СКТБ ЭлПА» (г. Углич) совместно с холдингом «Теплоком» (г. Санкт-Петербург) разработали кварцевые первичные преобразователи температуры ППТК-01 для измерения температуры теплоносителя с высокой разрешающей способностью и точностью для системы поквартирного учета тепла.
В качестве чувствительного элемента (ЧЭ) был выбран кварцевый пьезоэлектрический термочувствительный резонатор РКТ206, использование которого позволило реализовать многоканальное высокоточное измерение частоты по беспроводной связи. В цилиндрическом корпусе резонатора РКТ206 2х6 мм установлен низкочастотный пьезоэлемент изгибных колебаний камертонного типа (рис. 1) с чувствительностью к изменению температуры 59 ppm/°C. На ветки пьезоэлемента методом терморезистивного вакуумного напыления нанесена электродная система, которая используется как для возбуждения механических резонансных колебаний веток камертона, так и для съема знакопеременного частотного электрического сигнала.
Кварцевый пьезоэлектрический термочувствительный резонатор обладает высокой разрешающей способностью на уровне 0,0005 °C, которая ограничивается шумами схемы авто¬генератора и разрешающей способностью частотомера, высокой долговременной стабильностью кварца и низким энергопотреблением (единицы мкА), что является определяющим для системы коммерческого учета.
Для определения долговременной стабильности преобразователя ППТК-01 были проведены много-дневные испытания, цель которых состояла в оценке изменения точностных характеристик преобразователя, находящегося при температуре, близ-кой к верхней границе диапазона измерения (около плюс 85 °C), без подключения к источнику питания.
 |
 |
 |
Рис. 1. Пьезоэлемент камертонного типа |
Рис. 2. Преобразователь ППТК-01 |
Рис. 3. Резонатор РКТ206 с электронной платой автогенератора |
Для проведения испытаний использовано следующее оборудование: термостат жидкостный ТВП-6 (теплоноситель — вода), платиновый термометр ПТСВ-4-2 с эталонным первичным прецизионным измерителем температуры МИТ8.03, сушильный шкаф с установленной температурой плюс 85 °C, система градуировки и калибровки преобразователей ППТК-01, разработанная холдингом «Теплоком».
На первом этапе испытаний была проведена градуировка преобразователей ППТК-01 по четырем температурным точкам. Значения показаний эталонного платинового термометра ПТСВ-4-2: +22,421 °C; +45,283 °C; +70,287 °C; +90,244 °C. Полученные по результатам градуировки значения коэффициентов функции преобразования были записаны в энергонезависимую память преобразователей. Результаты последующей первичной калибровки преобразователей на температуре +54,922 °C (здесь и в дальнейшем по показаниям эталонного платинового термометра ПТСВ-4-2) приведены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты первичной калибровки преобразователей
|
Эталон T,oC |
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
|
54,922 |
54,924 |
54,957 |
Температура — степень нагретости тела, что характеризуется скоростью перемещение элементарных частичек в зависимости от нагрева.
В зависимости от физических качеств тел используемых в термометрах они разделяются на термометры расширения, манометрические, термометры сопротивления, термоэлектрические. Температура измеряется в градусах.
Т= -273К
Приборы (преобразователи) температуры используется в системах контроля сигнализации и защиты, регулирование и управление.
В биметаллических приборах температуры (Рис.9.) используются свойства материалов, которые состоят из двух крепко соединенных (спаянных) металлов (инвар — медь) имея разные коэффициенты линейного расширения под действием температуры, деформируются (отвергаются).
Схемы биметаллических измерителей приведены на рисунке 9, а,б,в,г В которых чувствительный элемент изготовлен а — пластинчатый, б -плоская спираль, в — цилиндрическая, г — дилатометрическая .
Дилатометрический
унифицированный термометр с электрическим
исходным сигналом типа ТУДЕ представлен
на рисунке 10 предназначен для сигнализации
и двухпозиционного регулирование
температуры газов и жидкостей, принцип
действия которого основанный на
пропорциональном изменении длины
чувствительного стержня — 13 в зависимости
от температуры регулируемой среды,
которая ведет к замыканию или
размыканию контактов — 9 и 10. 
При изменении температуры регулируемой среды изменяется длина чувствительного стержня — 13, что вызовет перемещение стержня с контактным устройством. Рычаг — 3 впираясь в винт — 4, начнет возвращаться относительно — 8 и займет такое положение при котором сила действующей пружины — 8 меняет свое направление и будет приводить в движение рычаг — 5. Ричаг — 2 связанный с ричагом — 5 через пазы направляющей — 7, замыкают или размыкают контакты — 9 и 10.
Манометрические термометры и реле температур
Датчики температуры манометрического типа (Рис.11.) представляют собой замкнутые системы, которые состоят из термопатронов — 1 соединенных капиллярными трубками — 2 с измерителями давления манометрическими трубками — 3 или сильфонами — 3. Система заполняется жидкостью ксилол, ртуть для температуры 30-750О и метиловый спирт для температуры 40-140
Температура кипения жидкости должна быть высшей от измерительной, кроме того, жидкость должна характеризоваться большим объемным коэффициентом расширения.
Для уменьшения влияния температуры окружающей среды на точность приборов объем термопатронов должен быть значительно большим объема капилляров.
Парожидкостные
измерители (черт 11. б, в) заполняются
хлористым метилом, этиловый эфир, ацетон,
а кривые зависимости давления насыщенного
пара от температуры для некоторых
наполнителей показанная на рис.11, где
1-хлористый етил, 2 — этиловый эфир, 3 —
ацетон, 4 — вода, 5 — октан, 6 -давтернит.
В холодильных системах и системах сигнализации защиты используется термореле типа ТДД, ТРДК, КДР, КРМ, которые работают следующим образом: при достижении верхнего значения температуры контакты термостата размыкаются разрывая цепь питания исполняющего органа, а при снижении температуры замыкают контакты.
По
такой схеме действуют реле температуры
марки ТДД двухдиапазонного типа (черт.
12.) Реле включает в себя термочувствительную
систему — 1 и исполняющий механизм с
электрическими контактами — 2. Для судовых
установок п
рименяется
реле температуры ТРДК — 3 с настройкой
25-30ос и
ТР-2А-06ТН с настройкой 60-16(Г.
Газовые манометрические термометры с электрическим исходным сигналом (черт. 13) предназначенные для неприрывного измерения температуры газов, пара, и жидкости и преобразование измеренной температуры в пропорциональный сигнал давления.
Манометрическая термосистема температур состоит из термопатрона — 1, дистанционного капилляра — 2 и манометрической пружины (трубку Бурдона) — 4.
Изменение температуры действует на манометрическую пружину, которая через шестерню — 5 и сектор действует на стрелку — 3. На вехе сектора закрепленный рычаг — 7 к которому закрепленная пружина — 8. Второй конец пружины закреплен с рычагом движка — 9 преобразователя — 10. Перемещение движка изменяет параметры преобразователя в результате чего на выходе появляется электрический сигнал пропорциональный температуре измерительной среды.
Термометры сопротивления. Действие термометров сопротивления основанная на свойстве проводников изменять электрическое сопротивление под действием изменения температуры. В качестве материала для изготовления термометров сопротивления используют чистые металлы в виде тонкой проволоки (платину) диаметром 0,05-0,07 мм из платины, меди, никеля, железа для измерения температуры от 100 до 630o. Термометры сопротивления используют в приборах систем контроля сигнализации и регулирование температуры. В них кроме чувствительного элемента есть источник тока и измерительный уравновешенный мост который изображенный на рисунке 14.
Перемещая ползунок реостата R3 приводят мост в уравновешенное состояние при котором гальванометр G фиксирует отсутствие тока в диагоналях моста I, = 0, Rt = const. Таким образом, на равнозначных режимах величина Rs пропорциональная измерительному сопротивлению зависимому от температуры.
Термометр сопротивления платинового типа ТСП — 972 предназначенный для измерения температуры от — 10 к + J20 при относительной влажности 98%. Принцип действия основан на свойстве платины изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры и состоит из термометра — 1, головки — 2 и крышки — 3 конструкция защитной арматуры сварная, термометр вибростойкий.
Терморезисторы — полупровщниковые приборы,изготовленные с полупроводникового материала с большим отрицательным температурным коэффициентом, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры. Значение сопротивления RT=Аехр(В/Т)
где:
А — постоянная зависимая от размеров и формы терморезистора. В — постоянная зависимая от физических качеств полупроводника Т — температура терморезистора ot. Температурный коэффициент полупроводникового терморезистора отрицательный (чем больше температура, тем меньше сопротивление терморезистора) он достигает значения от — 2,5 до 4% , которые в 6-10 раз больше температурного коэффициента металлов (проводников) и зависит от температуры.
На рисунке (15а) представленное устройство терморезистора серии КМТ — 1 представляет собой полупроводниковый стержень — 1 покрытый эмалевой краской с контактными колпачками — 2, выводами — 3. Терморезистор ММТ -4, ( рис.15б) смонтированный в металлическом корпусе — 6 и
герметизирован стеклом — 8, оловом — 9, стержень — 5 обвернутый металлической фольгой — 4.
Токоотвод — 7 выполненный из тонкой проволоки. Номинальное значение сопротивления от 1 до 200 ком используется для измерения температур от -100 к + 130 ос.
Термопары (термоэлементы) (рис.16, а, б, в) — это устройство которое состоит из двух проводников, споев разных металлов или полупроводников на свободных концах которых возникает ЕРС постоянного тока при различности нагрева споев.
Для разных термопар — ЕРС разная и зависимость от физического состояния материалов (присутствие примесей, механической нагрузки, кристаллической решетки).
Величина термо — ЕРС объясняется, неодинаковой плотностью свободных электронов в разных проводниках. Вследствие чего возникает в частях соединения возникает дефузия электронов с большей плотностью свободных электронов которая приобретает положительного заряда а проводник с меньшей плотностью отрицательный потенциал. Таким образом, в месте соединения проводников возникает разность потенциалов значения, которых зависит от температуры места соединения, согласно Закону Пельтье.
Для измерения температуры используются термометры которые имеют высокую термо — ЕРС, линейную зависимость термо — ЕРС от разности температур споев. В зависимости от материала, термопары бывают по типам:
ПТТ — платина — платинородий с границей измерения температуры до 1300 ос ХА — хромель — алюминиевый с границей измерения температуры до 600 0L ХК — хромель — копелевый с границей измерения температуры до 600 OL ЖК — железо — копелевый с границей измерения температуры до 600 ot MFC — медно — копелевый с границей измерения температуры до 300 ot Рабочие концы термопар могут быть соединены сваркой, пайкой или кручениям.
А,В — разнородные проводники 01, 02, — споя или скрутки
01 — скрутка (спой) в рабочей среде
02 — скрутка (спой) свободный t0
Для замкнутой цепи составленного с двух проводников термо — ЕРС равная сумме различности потенциалов споев.
Термопары имеют защитную арматуру, кожух с электроизоляцией и головку для подключения милливольтметра от градуированного по шкале температур.
Положительное качество — большая граница измерения, высокая чувствительность, возможность дистанционной передачи результатов.
Недостатки – инерционность влияния температуры окружающей среды.
| Характеристики прибора | Модель | Типовой лист | |
| программируемый преобразователь температуры монтаж в соединительной головке типа BA коррекция ошибок датчика (смещение) 4 ÷ 20 мА или 20 ÷ 4 мА | TxBlock USB | ||
| программируемый преобразователь температуры вход Pt100 выход 4 ÷ 20 мА, 20 ÷ 4 мА монтаж в соединительной головке B гальваническая развязка имеет декларацию CE | RT-01 | — | |
| универсальный преобразователь вход Pt100, T / C выход 4-20 мА монтаж — тип соединительной головки B вход / выход гальванической изоляции TxConfig — набор конфигурации | TxIsoPack-USB, | ||
| универсальный преобразователь вход Pt100, T / C выход 4-20 мА монтаж — рейка DIN TxConfig — набор конфигурации | TxRail | ||
| универсальный преобразователь вход Pt100, T / C выход 4-20 мА монтаж — соединительная головка типа BA монтаж -DIN 35 мм вход / выход гальванической изоляции |
TxIsoPack-HART, TxIsoRail-HART . | ||
| аналоговые преобразователи вход Pt100 3-проводной выход 4-20 мА монтаж — головка B, DIN-рейка версия ExiaIIBT4-T6 | APAQ-HRF/HRFX, APAQ-LR | ||
| аналоговые преобразователи вход T / C выход 4-20 мА монтаж — головка B, DIN-рейка версия ExiaIIBT4-T6 | APAQ-HCF/HCFX, APAQ-LC | ||
| аналоговые преобразователи вход Pt100 3-х проводный выход 0-10 В монтаж — головка B, DIN-рейка |
APAQ-3HPT, APAQ-3LPT
| ||
| универсальный преобразователь вход Pt100, T / C, выход 4-20 мА установка — головка B, DIN-рейка конфигурация программного обеспечения |
MINIPAQ-HLP, MINIPAQ-L
| ||
| универсальные преобразователи вход Pt100, T / C выход 4-20 мА установка — головка B, DIN-рейка версия ExiaIICT4-T6 | IPAQ-H, IPAQ-H PLUS, IPAQ-HX | ||
| преобразователи связи по протоколу HART вход Pt100, T / C, резистивный, напряжение выход 4-20 мА монтаж — головка B, DIN-рейка версия ExiaIICT4-T6 | MESO-H, MESO-HX | ||
| программируемый передатчик вход Pt100 / 2, 3 — провода выход 4-20 мА, 0-10 В монтаж — соединительная головка B, MA, DIN-рейка | LTT-03B, LTT-03BU, LTT-03J, LTT-03T, LTT-03TU | ||
| программируемый преобразователь вход Pt100, T / C выход 4-20 мА, 0-10 В монтаж: соединительная головка B, DIN-рейка Ex-версия | LTT-01, LTT-01T | ||
| программируемый преобразователь вход Pt100, 2, 3, 4 провода выход 4-20 мА установка — головка B, DIN-рейка версия ExiaIICT5-T6 | FLEX TOP 2202, 2203 | ||
| программируемые преобразователи вход Pt100, T / C, резистивный, напряжение выход 4-20 мА, 20-4 мА монтаж — головка B, DIN-рейка двусторонняя связь версия ExiaIICT5-T6 | FLEX TOP 2211, 2221, 2231 | ||
| преобразователь с протоколом HART вход Pt100, T / C выход 4-20 мА монтаж: соединительная головка B версия ExiaIICT5 / T6 | ROSEMOUNT 248H, 248R | ||
Определение: Преобразователь температуры преобразует тепловую энергию в физическую величину, такую как смещение, давление, электрический сигнал и т. Д. Это электрическое устройство, используемое для автоматического измерения температуры. Основным принципом преобразователя температуры является измерение тепла и передача информации после преобразования ее в читаемую форму.
Ниже приведены характеристики датчика температуры.
- Вход всегда является тепловой величиной. Преобразователь
- в основном преобразует тепловую величину в переменную величину.
- Используется для измерения температуры и теплового потока приборов.
Чувствительный элемент
Чувствительный элемент, который используется в датчике температуры, должен обладать свойствами изменения характеристик при изменении температуры.Например: в термометре сопротивления в качестве чувствительного элемента используется металлическая платина.
- Чувствительный к температуре элемент преобразует температуру в тепло.
- Изменение температуры относительно сопротивления должно быть большим.
- Чувствительный элемент должен иметь высокое удельное сопротивление.
Типы преобразователей температуры
Датчик температуры в основном подразделяется на два типа.
Контактный датчик температуры устройства
В датчиках такого типа чувствительный элемент непосредственно соединяется с источником тепла.И тепло передается явлением проводимости. Проводимость — это процесс, посредством которого тепло передается от одного вещества к другому без движения вещества.
Устройство бесконтактного датчика температуры
Чувствительный элемент не контактирует напрямую с источником тепла. Они используют явление конвекции для передачи тепла. Конвекция — это процесс, при котором тепло передается движением вещества.Преобразователь бесконтактного типа подразделяется на следующие категории.
Термистор — Термистор — это тип резистора, сопротивление которого зависит от температуры. Сопротивление измеряется путем пропускания небольшого измеренного постоянного тока, и этот ток вызывает падение напряжения на сопротивлении.
Термометр сопротивления подразделяется на два типа.
- Отрицательный температурный коэффициент — используется для измерения температуры.
- Температурный коэффициент положения — используется для контроля тока.
Термометр сопротивления — Сопротивление металла зависит от температуры. И это свойство металла используется для измерения температуры. Термометр сопротивления использует платину в качестве чувствительного элемента и, следовательно, измеряет температуру окружающей среды.
Термопары — Термопара преобразует температуру в электрическую энергию в точке контакта.Он работает по принципу, что металлы имеют разный температурный коэффициент, и когда эти два металла соединяются вместе, напряжение индуцируется, и это напряжение прямо пропорционально температуре.
Интегральный преобразователь температуры — В преобразователе температуры IC используется комбинация чувствительного к температуре элемента и электронной схемы для измерения температуры. Встроенный датчик температуры имеет линейную характеристику.Рабочий диапазон преобразователя очень меньше. Он лежит в пределах от 0ᵒ до 200ºC, что является одним из основных недостатков преобразователя.
,Датчики температуры серииWzp Pt100
Часто задаваемые вопросы
1. Почему я выбираю вас?
A: Наша компания, Wangyuan, более 12 лет является профессиональным производителем всех видов контрольно-измерительных приборов промышленного назначения. Мы получили CMC (Китайская метрологическая сертификация) (№ 01040071), сертификацию CE, CQC, RoHS, ExNEPSI и т. Д. Многие правительства, университеты и известные компании выбирают наши приборы и дают нам хорошие отзывы.Качество наших инструментов превосходное и надежное.
2. Каковы ваши основные продукты?
A: Наша основная продукция включает датчики давления, датчики давления, датчик давления, датчик температуры, датчик уровня, датчик дифференциального давления (датчик DP), датчик температуры, расходомер, интеллектуальный индикатор, контрольный прибор и т. Д.
3. В каких отраслях они в основном применяются?
A: Наши продукты применяются в таких областях, как производство продуктов питания и напитков, обработка воды и сточных вод, нефть и газ, электроэнергия, научные исследования, океан, котел, угольная шахта, система взвешивания погрузчиков, системы вентиляции и кондиционирования, кондиционирование воздуха. , Измерение давления топлива и другие отрасли управления процессом.
4. Как обеспечить хорошее качество продукции?
A: У нас есть полная система контроля качества, все наши продукты перед отправкой нашим клиентам полностью проверяются отделами IQC, OQC.
5. Как быстро вы можете доставить товар?
A: Для небольших заказов (менее 20 штук) мы можем доставить в течение 7 рабочих дней, для оптовых заказов нам обычно требуется 15 рабочих дней. Но если вам нужен товар срочно, мы можем организовать ускоренное производство.
6. Какой у вас MOQ?
A: нет пределов MOQ, поэтому сначала рекомендуется 1 шт. Для тестирования.
7. Каковы ваши производственные мощности?
A: Наша производственная мощность составляет около 6000 штук в месяц.
8. Какую подробную информацию нам нужно предоставить, если мы хотим разместить заказ?
A: Чтобы предоставить вам правильные продукты, изготовителю необходимо сообщить следующую информацию, такую как область применения, диапазон давления, выходная мощность, точность, тип резьбы, электрический разъем и другие связанные параметры.
9. Какие виды оплаты и торговые условия вы можете принять?
A: Условия оплаты: TT, Western Union, Money Gram и т. Д.
Условия торговли: Пр. Работы, FOB, CNF и т. Д.
.Похожие записи
