Электрические термометры сопротивления

В металлургической практике для измерения температур до 6500С используются указатели температуры сопротивления (ТС), принцип деяния которых основан на использовании зависимости электронного сопротивления вещества от температуры. Зная данную зависимость, по изменению величины сопротивления указателя температуры судят о температуре среды, в которую он погружен. Выходным параметром устройства является электронная величина, которая Электрические термометры сопротивления может быть измерена с очень высочайшей точностью (до 0.020С), передана на огромные расстояния и конкретно применена в системах автоматического контроля и регулирования.

В качестве материалов для производства чувствительных частей ТС употребляются незапятнанные металлы: платина, медь, никель, железо и полупроводники.

Изменение электросопротивления данного материала при изменении температуры характеризуется температурным коэффициентом Электрические термометры сопротивления сопротивления , который рассчитывается по формуле

, (1)

где t – температура материала, 0С;

R0 и Rt – электросопротивление соответственно при 0 0С и температуре t, Ом.

Сопротивление полупроводников с повышением температуры резко миниатюризируется, т. е. они имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления фактически на порядок больше, чем у металлов. Полупроводниковые указатели температуры сопротивления (ТСПП) в главном используются для измерения Электрические термометры сопротивления низких температур (1.5 ¸ 400 К).

3.1 Типы и конструкции ТС

Для решения разных задач ТС делятся на эталонные, примерные и рабочие, которые в свою очередь разделяются на лабораторные и технические.

Эталонные ТС созданы для проигрывания и передачи шкалы МПТШ в интервале 13.81 ¸ 903.89 К.

Технические ТС зависимо от предназначения и конструкции делятся Электрические термометры сопротивления на: погружаемые, поверхностные и комнатные; защищенные и не защищенные от деяния брутальной среды; стационарные и переносные; указатели температуры 1-го, 2-го и 3-го классов точности и т. д. На (рис. 7) представлены конструкции промышленных ТС с недвижным (а) и подвижным (б) штуцерами. Указатель температуры состоит из чувствительного элемента 1, размещенного в защитном Электрические термометры сопротивления железном чехле 3, на котором приварен штуцер 2 с резьбой М27х2. Провода 4, армированные фарфоровыми бусами 6, соединяют выводы чувствительного элемента с клеммной колодкой 5, находящейся в корпусе головки 7. Сверху головка закрыта крышкой 8, снизу имеется сальниковый ввод 9, через который осуществляется подвод монтажного кабеля 10. При измерении температуры сред с высочайшим давлением на чехол Электрические термометры сопротивления ТС устанавливается особая защитная (монтажная) гильза 12.

Чувствительный элемент ТС выполнен из железной узкой проволоки с безындукционной каркасной либо бескаркасной намоткой.

Существенно пореже в металлургической практике встречаются полупроводниковые указатели температуры сопротивления (ТСПП) для измерения температуры (-90)¸(+180) 0С. Их используют в термореле, низкотемпературных регуляторах, обеспечивающих высокоточную стабилизацию чувствительных частей газоанализаторов, хроматографов, корпусов Электрические термометры сопротивления пирометров, электродов термоэлектрических установок для экспресс-анализа состава металла и т. п.

3.2 Мостовые схемы измерения сопротивления термометров

Для измерения сопротивления употребляют четырехплечие уравновешенные (ручные либо автоматические) и неустойчивые мосты.

Уравновешенный мост

Уравновешенный мост, принципная схема которого приведена на (рис. 8а), употребляется для определения величины сопротивления при градуировке ТС и при Электрические термометры сопротивления измерениях температуры в лабораторных критериях.

Нулевой способ измерения характеризуется высочайшей точностью, потому что исключается воздействие окружающей температуры, магнитных полей и конфигурации напряжения батареи питания Б. Но значимая погрешность может появляться при изменении сопротивления соединительных проводов Rл, что вызывается значительными сезонными и суточными колебаниями температуры в местах прохождения кабеля, соединяющего Электрические термометры сопротивления ТС и измерительный мост.

На (рис. 8б) представлена трехпроводная схема включения ТС, в какой одна верхушка диагонали питания (В) перенесена конкретно к указателю температуры. Для равновесия можно записать

,

откуда

(2)

Сопротивление проводов Rл оказываются включенными в разные плечи моста, потому изменение их величины DRл фактически взаимно компенсируются.

3.4 Неустойчивый мост

Неустойчивый мост исключает необходимость выполнения Электрические термометры сопротивления ручных операций по изменению величины R3. В нем заместо нуль-прибора G в диагональ моста AC устанавливается миллиамперметр. При неизменном напряжении питания и неизменных сопротивлениях R1, R2, R3 через этот прибор протекает ток, величина которого зависит (нелинейно) от конфигурации RТ. Внедрение данных мостов для измерения температуры ограниченно. В главном Электрические термометры сопротивления они используются для преобразования сопротивления указателя температуры в напряжение.

3.5 Автоматические уравновешенные мосты

Автоматические уравновешенные мосты обширно употребляются для измерения и регистрации температуры в комплекте с ТС. Их охарактеризовывает высочайшая точность и возможность использования в системах автоматического регулирования. Они выпускаются разных модификаций: одно- и многоточечные, с дисковой либо Электрические термометры сопротивления ленточной диаграммой, с сигнальными устройствами и др.

На (рис. 9) приведена принципная схема автоматического уравновешенного моста, который, так же как ручной сбалансированный мост, реализует нулевой способ измерения сопротивления.

Указатель температуры сопротивления Rt подключен к прибору по трехпроводной схеме. В измерительную схему моста входят уравновешивающий реохорд Rр с шунтирующим его резистором Электрические термометры сопротивления Rш (ограничивает ток, текущий по реохорду); резисторы Rн и Rк, определяющие начало и конец шкалы; спирали rн и rк, обеспечивающие точную подгонку спектра шкалы и являющиеся частью резисторов Rн и Rк; резисторы R1, R2 и R3, образующие неизменные плечи моста; TC Rt, являющийся переменным плечом; балластный резистор Rб, который ограничивает Электрические термометры сопротивления ток в мостовой схеме и обеспечивает малый нагрев ТС; подгоночный резисторы Rп1 и Rп2, обеспечивающие сопротивление подводящей полосы Rл=5 Ом (любой из 2-ух соединительных проводов имеет сопротивление 2.5 Ом).

Электрический усилитель переменного тока ЭУ включен в диагональ ab и обеспечивает усиление разбаланса, возникающего в измерительной схеме при изменении сопротивления ТС Электрические термометры сопротивления Rt. Усиленный сигнал поступает на вход реверсивного мотора РД, который вращением вала принуждает передвигаться подвижную каретку регистрирующего устройства е и движок реохорда Rр. Вращение вала происходит до того времени, пока не наступит новое равновесие схемы; напряжение разбаланса станет равным 0, сигнал на входе РД также пропадет и движок остановится.

Питание Электрические термометры сопротивления измерительной схемы моста делается через диагональ d при помощи силового трансформатора ЭУ переменным током напряжением 6.3 В и частотой 50 Гц. Синхронный движок СД перемещает диаграммную бумагу относительно пера либо печатающего устройства с неизменной скоростью.


elektrohimicheskie-sposobi-preobrazovaniya-energii.html
elektrohimicheskij-sintez-selensoderzhashih-geterociklov-i-ih-fiziko-himicheskie-svojstva-02-00-05-elektrohimiya.html
elektroiskrovaya-i-elektroimpulsnaya-obrabotka-metalla-referat.html