Презентация по метрологии на тему Термометры сопротивления и термоэлектрические термометры

Классификация, конструкция, типы. Область применения.

Контроль знаний (опрос), Термометры сопротивления: типы, материалы, для их изготовления, область применения, Термоэлектрические термометры: конструкция, материалы для их изготовления, типы, область применения, Измерение ТЭДС пирометрическим милливольтметром, компенсационным методом, Автоматические потенциометры, Контрольные вопросы, Задание на дом.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Действие термометров сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводников в зависимости от температуры. Электрическое сопротивление материалов зависит от температуры. Следовательно, зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о температуре проводника.

Термометр сопротивления, чувствительный элемент которого состоит из тонкой спиральной проволоки (обмотки) или пленки, изолированной и помещенной в защитный чехол, является первичным измерительным преобразователем, питаемым от постороннего источника тока. В качестве вторичных приборов используют измерительные мосты и логометры.

Однозначная зависимость сопротивления от температуры, Устойчивость при нагревании, Высокий и по возможности постоянный коэффициент электрического сопротивления, Стойкость проводника против коррозии. Наилучшим металлом для термометров сопротивления является платина. Другим приемлемым металлом является медь, но она имеет небольшое удельное сопротивление и легко окисляется при высоких температурах.

а)чувствительный элемент: 1 – спираль, 2 – фарфоровая трубка, 3 и 4 - пробки, 5 – керамический порошок-изолятор, 6 – выводимые провода. б)защитная арматура: 7 – защитный стальной чехол, 8 и 9 – изолирующие фарфоровые бусы, 10 – порошок окиси алюминия, 11 – стальная втулка, 12 – бакелитовая головка.

Стандартные технические термометры изготавливаются из платины и меди. Платиновые термометры обозначаются – ТСП, медные термометры обозначаются - ТСМ. По точности изготовления термометры делятся на четыре класса допуска: АА - ±0,1˚С, А – ±0,15˚С, В - ±0,3˚ , С - ±0,6˚С , По инерционности термометры сопротивления делятся на: малоинерционные (до 89 с), со средней инерционностью (до 1 мин 20 с), с большой инерционностью (до 4 мин).

Терморезисторы (термисторы) – полупроводниковые термометры, изготавливаемые из порошкообразной смеси оксидов некоторых металлов: меди, марганца, кобальта, никеля и др., спрессованной и спеченной при высокой температуре. Это объемные (непроволочные) резисторы различной формы, имеющие отрицательный температурный коэффициент и уменьшающие свое сопротивление при нагревании. Зависимость относительного сопротивления терморезисторов от температуры нелинейная.

характеристики Металлические ТС Полупроводниковые ТС Пределы измерения, ˚С -200 … +800 -150 … +450 Погрешность измерения, % ±0,5 ±(1 … 5) инерционность Большая малая преимущества Высокая точность, линейная статическая характеристика Высокая чувствительность недостатки Невозможность измерения температуры в точке Нелинейная статическая характеристика, низкая стабильность параметров во времени Область применения Энергетика, технологические процессы, пищевая промышленность Энергетика, непрерывные технологические процессы, медицина, производство искусственных материалов.

Эталонный термометр сопротивления Логометр Ш4500

RT – термометр сопротивления, Rл – соединительная линия. I и II – параллельные цепи, питаемые от источника Б. Отклонение стрелки логометра зависит только от RT.. Поэтому шкалу логометра градуируют в ˚С.

Действие термоэлектрических термометров основано на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (ТЭДС), зависящую от температуры места спая двух разнородных проводников, образующих термопару. В замкнутом контуре двух разнородных проводников течет ток, если места спаев имеют различную температуру.

А и В – разнородные термоэлектроды. Спай 1, погружаемый в измеряемую среду, называется рабочим спаем. Спай 2 – свободный. EAB (t, t0)=eAB(t)-eAB (t0). EAB(t,t0)=f(t). t0 2 A B 1 t

Постоянство термоэлектрических свойств, устойчивость против действия высоких температур и окисления, небольшой коэффициент электрического сопротивления, однозначная зависимость ТЭДС от температуры.

материал состав Допускаемая конечная температура, ˚С хромель 90 % Ni, 10 % Cr 1000 нихром 80 %%Ni, 20 %Cr 1000 платиноиридий 90 %Pt, 10 %Ir 1000 медь Cu 350 платинородий 90 %Pt, 10 %Rh 1300 платина Pt 1300 алюмель 95 %Ni, 5 % (Al, Si, Mn) 1000 никель Ni 1000 копель 56 %Cu, 44 %Ni 600

(+) – электрод, по которому течет ток от рабочего конца к свободному. Термоэлектроды изолируются трубками или бусами из фарфора или окиси алюминия. Головка датчика выпускается из бакелита или алюминия.

Основными типами термоэлектрических термометров являются: ТПП – платинородий-платиновый, ТПР – платинородиевый, ТХА – хромель-алюмелевый, ТХК – хромель-копелевый.

наименование тип Градуировочная характеристика Диапазон измерения, ˚С Платинородий-платиновый ТПП ПП-1 0-1300 Платинородиевый (30 и 6 % родия) ТПР ПР-30/6 300-1600 Хромель-алюмелевый ТХА ХА -200-1000 Хромель-копелевый ТХК ХК -22-600

Термометры из неблагородных металлов (ТХА, ТХК) изготовляются из проволоки диаметром 1,2-3,2 мм и применяются как технические, для термометров из благородных металлов применяют проволоку диаметром 0,5 мм.. Термометры ТПП благодаря исключительному постоянству термоэлектрических свойств и большому диапазону измерения применяют как лабораторные, образцовые и эталонные.

Для ТПП ΔE=±(0.01+2,5·10-5 (t-300)) мВ Для ТПР ΔЕ=±(0.01+3.3·10-5(t-300)) мВ Для ТХА ΔE=±(0.16+2·10-4(t-300)) мВ Для ТХК ΔE=±(0.20+6·10-4(t-300)) мВ. Первое значение соответствует температуре +300˚С, для более высокой температуры погрешность рассчитывается по представленным формулам.

Термоэлектрические термометры применяются в энергетике, строительстве, медицине, в условиях непрерывного машиностроительного производства, при производстве искусственных материалов, в различных областях химического производства.

Основные достоинства: Большой диапазон измерения, Высокая чувствительность, Незначительная инерционность, Отсутствие постороннего источника тока, Легкость осуществления дистанционной передачи показаний.

Термоэлектрический термометр является первичным измерительным преобразователем. Для проведения измерений требуется его подключение ко вторичному прибору. В качестве вторичных приборов, работающих с термоэлектрическими термометрами, применяются магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры.

1, 2 – термоэлектроды, 3 – рабочий спай, 4 – фарфоровые трубки, 5 – защитный чехол, 6, 7 – головка с зажимами, 8, 9 – удлиняющие и соединительные провода, 12 – вторичный прибор, 13 – термостатирующее устройство.

Модель М1730 имеет класс точности 1,0. 1 –шкала, 2 – осветитель, 3 – разъем. Милливольтметр является чувствительным вторичным прибором. Для измерения температуры его шкала градуируется непосредственно в ˚С. Милливольтметры рассчитаны на работу при температуре окружающей среды 10-35˚С и относительной влажности до 80 %.

М-64 выпускается для всех стандартных термоэлектрических термометров. Класс точности: 1,5. Тип термометра Диапазон показаний, ˚С ТПП 0-1300, 0-1600, 500-1300 ТПР 0-1600, 0-1800 ТХА 0-400, 0-600, 0-800, 0-900, 0-1100, 0-1300, 200-600, 200-1200, 400-900, 600-1200, 700-1300. ТХК 0-200, 0-300, 0-400, 0-600, 200-600, 200-800.

В потенциометре развиваемая термоэлектрическим термометром ТЭДС компенсируется равным по величине, но обратным по знаку напряжением от источника тока, расположенного в приборе, которое затем измеряется с большой точностью. Класс точности потенциометров 0,25-1,0. Выпускают потенциометры двух видов: автоматические (промышленные) и лабораторные.

В автоматических потенциометрах применяется мостовая измерительная схема, обеспечивающая непрерывное введение поправки на температуру свободных концов термометра. К автоматическим приборам относятся вторичные приборы серий: КС – компенсирующие самопишущие, КП – компенсирующие показывающие с плоской шкалой, КВ – компенсирующие показывающие с вращающимся циферблатом.

Самопишущий потенциометр с диаграммным диском. Самопишущий потенциометр с диаграммной лентой

В чем состоит сущность термоэлектрического эффекта? Каковы основные свойства термоэлектрических материалов? Область применения термоэлектрических термометров. Что представляют собой термометры сопротивления? Какие основные достоинства и недостатки термометров сопротивления Вы знаете?