Теоретические положения. Измерение и регулирование температуры термометрами сопротивления основано на зависимости сопротивления проводника от температуры

Измерение и регулирование температуры термометрами сопротивления основано на зависимости сопротивления проводника от температуры. По материалу чувствительного элемента термометры сопротивления делятся на платиновые ТСП и медные ТСМ.

Чувствительным элементом в ТСП служит платиновая проволока, в ТСМ – медная. Проволока спиральная намотана на каркас из слюдяной пластинки и заключена в чехол. Длина, сечение и электрическое сечение проволоки при температуре 0 °С строго определены. Поскольку электрическое сопротивление платины и меди в зависимости от температуры изменяется по линейному закону, измеряя прибором сопротивления термометра, можно определить температуру. В комплекте с термометром сопротивления используются электроизмерительные приборы, фиксирующие изменение сопротивления, логометры и автоматические электронные мосты.

Логометры (рисунок 2.1) представляют собой приборы магнитоэлектрической системы построены по принципу сравнения силы тока в цепях термометра сопротивления и постоянного сопротивления. Логометр состоит из постоянного магнита, неподвижного железного сердечника и двух подвижных рамок жестко скрепленных друг с другом и соединенных со стрелкой прибора. Рамки охватывают сердечник и могут перемещаться в зазоре переменной ширины между полюсами постоянного магнита и сердечником.

Рисунок 2.1 – Схема подключения термометра сопротивления к логометру

Ток, идущий от батареи Е, разветвляется и проходит через R и рамку 1 с одной стороны, и с другой стороны R_t и рамку 2. Ток создает моменты вращения катушек, направленные в противоположные стороны. Если токи I₁ и I₂ равны, то моменты М₁ и М₂ тоже равны. При увеличении R_t (из-за нагревания) ток I₂ станет меньше и момент М₁ тоже уменьшится, система рамок начнет поворачиваться против часовой стрелки. Так как при этом рамки попадают в магнитное различной величины индукции, то их моменты уравниваются.

Уравновешенные мосты предназначены для измерения, записи и регулирования температуры и других периодов.

Приборы работают по принципу автоматического уравновешивания мостовой схемы, состоящей из сопротивлений R₁ – R₅. Изменение сопротивления термометра нарушает равновесие моста. Напряжение разбаланса усиливается усилителем до величины, которая перемещает ползунок реохорда, обеспечивая равновесие мостовой схемы. С двигателем связана показывающая стрелка.

Рисунок 2.2 – Схема подключения термометра сопротивления к мосту

R_Л – сопротивление проводов, соединяющих термометр сопротивления с мостом

Под поверкой понимают операцию по сравнению мер и показаний технических измерительных приборов с образцовыми мерами и измерительными приборами. Разность между показаниями поверяемого прибора и образцовой мерой на каждой точке называется абсолютной погрешностью. Основная приведенная погрешность каждого измерения равна отношению абсолютной погрешности к верхнему пределу измерения:

где: А – показание поверяемого прибора;

А_Д – действительное значение измеряемой величины;

А_М – верхний предел (в данном случае размах шкалы).

Прибор считают годным, если основная допустимая погрешность не превышает погрешность, соответствующую классу точности данного прибора.

Содержание отчета.

2.5.1 Название и цель работы.

2.5.2 Схема установки

2.5.3 Технические данные приборов и оборудования.

2.5.4 Результаты измерения и расчетов; расчеты.

2.5.5 Вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

2.6.1 Что такое термометр сопротивления и каков его принцип работы?

2.6.2 Какие вторичные приборы используются в комплекте с термосопротивлением?

2.6.3 Достоинство и недостатки медных и платиновых термопреобразователей.

2.6.4 Условия равновесия моста.

2.6.5 Поясните принцип работы моста.

2.6.6 Что понимают под поверкой?

2.7 Литература:

2.7.1 А.П. Подкопаев Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы, М., Недра, 1986г.-295с.

2.7.2 Ранеев Г.Г., Тарасенко А.П. Методы и средства измерений, М., «Академия» 2004г-331с.

Методические указания

по выполнению

лабораторной работы №3

3.1 Тема: «Исследование датчиков с унифицированным выходным электрическим сигналом»

3.2 Цель: Изучить схемы включения термосопротивления в электрическую цепь. Приобрести навыки по способу измерения температуры с помощью термосопротивлении.

3.3 Ход работы:

3.3.1 Ознакомиться с приборами и оборудованием, используемыми в работе, записать их технические данные в таблицу 3.1

Таблица 3.1

3.3.2 Ознакомиться со схемой включения термосопротивления

Рисунок 3.1

3.3.3 Зарисовать схему.

3.3.4 Определить температуру среды и сопротивление термометра с помощью градуировочной таблицы 3. 1 В – 10º С, 10 В – 100º С.

3.3.5 Заполнить таблицу 3.2

Таблица 3.2 – Данные измерений

3.3.6 Построить график R = f(T)

3.3.7 Сделать вывод по работе.

Таблица 3.3 – Градуировочная таблица для ТСМ