Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Термопреобразователи сопротивления
Измерение основано на зависимости электрического сопротивления проводников и полупроводников от изменения температуры, т.е. . Эти приборы имеют, по сравнению с манометрическими, ряд преимуществ, в частности меньшую инерционность, большую точность измерений, возможность передачи сигнала на большее расстояние, подключение с помощью коммутатора к одному вторичному прибору нескольких термопреобразователей сопротивления. Однако эти приборы требуют постоянного источника тока. Требования, предъявляемые к металлам, используемым для изготовления термопреобразователей сопротивления: - инертность по отношению к контролируемой среде; - высокий температурный коэффициент (для большинства металлов К-1 ); - линейность зависимости сопротивления от температуры; – высокое удельное сопротивление материала. Наиболее широко применяются металлы: платина, вольфрам, медь, никель и железо. Из перечисленных металлов наибольшее применение для изготовления термометров нашли платина, медь и никель. Термометры сопротивления предназначены для диапазона температур: платиновые -200¸ 600 °С, медные -50¸ 250 °С. Длина чувствительного элемента платинового термометра 30-120 мм, медного – около 60 мм. Платиновые термометры сопротивления (ТСП) ( Ом× м, К-1) изготовляются из проволоки диаметром 0, 04-0, 07 мм и длиной 2 м, намотанной на слюдяную пластинку. Выводы выполняются из серебряной проволоки. Чувствительней элемент помещается сначала в алюминиевую, а затем – в защитную трубку со штуцером. Сопротивление платины в диапазоне температур 0¸ 650°С: .
Характеристики платиновых термометров нелинейны. Нелинейность составляет 5 % в области 0-300°. Для исключения влияния вибрации чувствительный элемент герметизируется в стекле. Медные термометры сопротивления (ТСМ) изготовляются из эмалированной проволоки диаметром 0, 1 мм, многослойно намотанной на пластмассовый цилиндрический стержень длиной 40 мм и диаметром 1, 0-З, 0 мм. Зависимость – линейна для медных термометров. Для защиты чувствительного элемента используется стальная трубка. Температурный коэффициент меди К-1. Однако следует отметить и недостатки этого материала: окисляемость при °С, малое удельное сопротивление ( Ом× м). Наружная арматура термометров сопротивления состоит из защитной трубки, подвижного или неподвижного штуцера и головки, в которой помещается контактная колодка (для подключения проводов). Трубка, контактирующая с молочными и мясными продуктами, выполняется из нержавеющей стали. Термометры сопротивления выпускаются как одинарные, так и двойные, в последних в одном чехле помещаются два чувствительных элемента. Медные термопреобразователи сопротивления применяют для контроля температуры аммиака, воды, рассола, воздуха. Они изготовляются с диапазоном -200¸ 200 °С с сопротивлением , 50 и 100 Ом. Им соответственно присвоены обозначения 10М, 50М и 100М номинальных статических характеристик преобразования. Никелевые термопреобразователи сопротивления выпускаются с интервалом температур -60¸ 180 °С ( и 100 Ом), К-1, Ом× м. Это позволяет получить достаточно малогабаритные термопреобразователи с большим коэффициентом преобразования. Платиновые термопреобразователи сопротивления (ТСП) применяютя в диапазоне -260¸ 1100 °С. Зависимость сопротивления от температуры: 0÷ 630 °С: ; -183¸ 0 °С: .
Сопротивление при 0 °С составляет 1, 5, 10, 50, 100 и 500. Им соответствуют условные обозначения номинальных статических характеристик преобразователя: 1П, 5П, 10П, 50П, 100П и 500П.
Помимо термометров сопротивления в пищевой промышленности в настоящее время нашли широкое применение полупроводниковые измерители температуры, которые также называют термисторами. Существенным их преимуществом является большой температурный коэффициент К-1, что позволяет изготовлять их небольших размеров. Диапазон измерения для этого типа приборов составляет -60¸ 180 °С. Температурный коэффициент отрицателен, т.е. с повышением температуры их сопротивление падает. В узком температурном интервале эта зависимость может быть выражена следующим образом:
или , где и – постоянные коэффициенты; – абсолютная температура.
и определяются из выражений: , . Для изготовления термисторов применяют окислы титана, кобальта, магния, марганца и других металлов. Кобальто-марганцевые термометры обозначают КМТ. Медно-марганцевые – ММТ. Одной из существенных характеристик термометров сопротивления является показатель их тепловой инерции. По показателю инерционности термометры подразделяются на три группы: I – более 4 мин, II – до 20 с., III – до 9 с. Показатель тепловой инерции снижается при увеличении скорости движения жидкости (до 1, 0 м/с). Существенно повышается показатель инерции по мере загрязнения термометров сопротивления (до 20-35 %). Передаточная характеристика достаточно точно описывается уравнением апериодического звена первого порядка: . Толщина загрязнений снижается при увеличении скорости движения, турбулентности жидкости и применении игольчатых датчиков.
|