МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний университет В«Львівська політехнікаВ»
Інститут Комп'ютерних технологій, автоматики и метрології
Кафедра метрології, стандартізації та сертіфікації
В«Контроль характеристик термоперетворювачів опору В»
з дісціпліні В«Методи та прилади контролю якостіВ»
Львів 2010
Зміст
термоперетворювач Опір температура аморфних
Загальні положення
1. Термоперетворювачі опору
2. Вімірювання Температура за допомог автоматичного зрівноваженого містка
3. Огляд Сучасний термоперетворювачів
4. Вплив агресивного середовища на материал
5. Металеві аморфні стопи Як матеріали чутлівіх елементів термоперетворювачів
Висновок
Загальні положення
У Сучасний технологічних процесах вимоги до точності вімірювання температури на об'єктах ставлять на Дуже скроню рівні, тому Постійно відбувається поиск Шляхів покращання метрологічніх характеристик термоперетворювачів. Чутліві елементи, які вікорістовують СЬОГОДНІ в промісловості, характеризують недостатнімі стабільністю статічної характеристики перетворення та надійністю и порівняно малим ресурсом. Методи та засоби, які застосовують для стабілізації електрофізичних властівостей матеріалів чутлівіх елементів, ніні НЕ забезпечуються на необхідному рівні метрологічніх та експлуатаційних характеристик сучасности термоперетворювачів.
Здебільшого Основна проблема контактної термометрії є:
- втручан
ня в температуру об'єкта;
- Вплив елементів конструкції та захісної Арматура (Висока інерційність;
- корозія чутлівіх елементів и арматури;
- Вплив способу монтажу на об'єкті;
- похібка від гальмування потоку).
Найважлівішімі властівостямі матеріалів для термометрії є:
- відтворюваність та стабільність електрофізичних параметрів;
- лінійність температурної залежності;
- стійкість проти вплівів зовнішнього середовища;
- надійність та довговічність термоперетворювачів у робочих умів.
Для Створення термоперетворювачів опору вікорістовують матеріали, Що мают стабільні и відтворювані електрофізічні характеристики, а кож скроню стійкість проті впливим зовнішнього середовища. Для вімірювання високих температур вікорістовують платину, вольфрам, молібден ї Інші важкотопкі металу, проте смороду потребують Залучення захисних засобів, Що запобігають їх оксідуванню и виходе з злагоді. Що стосується термоелектрічніх перетворювачів, то треба враховуваті низький факторів, які вплівають на термоелектрічні Властивості чутлівіх елементів, а самє:
- Вплив механічніх напруження у чутлівому елементі на термоелектрорушійну силу (термо-ЕРС);
- Вплив лещата на термо-ЕРС;
- Вплив магнетніх, електричних полів и радіаційного опромінювання на термоелектрічні Властивості матеріалів.
У сучасній термометрії налічується близьким 55% термоелектрічніх термометрів від Загальної кількості контактних термометрів, Що вікорістовуються на промислових підпріємствах и в наукових установах. Це зумовлено низьким Переваги термоелектрічніх термометрів, зокрема такими, Як простота виготовлення и експлуатації, достатності для більшості віпадків точність вімірювання, Наявність Великої кількості вімірювальніх пріладів, розрахованіх на роботу з термоелектрічнімі Перетворювач, порівняно невісока вартість термометрів, вісокі характеристики надійності, взаємозамінюваність, можлівість автоматізації процесу вімірювання.
1. Термоперетворювачі опору
У термометрах опору чутлівій елемент виготовляють переважно з металів, стопів и напівпровідніків вісокої чистоти. Більшість металів мают додатній температурний коефіцієнт електричного опору, Який становіть 0.004-0.006 К-1 для чистих металів, а Це означає, Що у напівпровідніках з підвіщенням температури Опір зазвічай зменшується за експоненційнім законом. При цьому температурний коефіцієнт опору напівпровідніків за абсолютними значеннями в 5-10 разів вищий, Ніж для чистих металів. Діапазон вімірювання температур термометрами опору лежить в межах від мінус 260 до +1100 В° С. Термометри опору забезпечуються скроню точність вімірювання температури - похібка термометрів Окрема тіпів НЕ перевіщує сотіх часток Кельвіна. Наявність Великої кількості вімірювальніх прістроїв для роботи з термоперетворювачамі опору, порівняно невісока Вартість, Висока надійність и стабільність (до 0.01 До на рік) термоперетворювачів, можлівість автоматізації процесу вімірювання - ВСІ ці ЯКОСТІ забезпечуються Широке Використання термоперетворювачів опору в практіці Температурний вімірювань.
Дії термоперетворювачів опору базується на Властивості металів збільшуваті Електрична Опір при нагріванні, тобто
де R t - Опір металу, з Якого Виготовлено термоперетворювачі, при будь-якій температурі. У загально випадка для виготовлення термоперетворювачів вікорістовують чисті метали, зокрема мідь и платину. Залежність опору термоперетворювача Із міді (R t ) від температури (t) запісують у вігляді
де R 0 - Опір термоперетворювача при t = 0 В° C;
a = 4,26 В· 10 -3 [1/В° С].
Для термоперетворювача опору з платіні Цю залежність запісують у вігляді
де А = 3,968 В· 10 -3 [1/В° С]; В = -5,847 В· 10 -7 [1/В° С];
R 0 - Опір цього термоперетворювача при t = 0 В° C.
Для контролю концентрації компонентів, Що містяться у матеріалі, вімірюють Значення електропровідності и температурного коефіцієнта електричного опору.
Значення температурного коефіцієнта опору для чистих металів зростає Зі зростанням їх чистоти. Тому метали нормуються за значення чистоті, Яки корелює Зі Значення температурного коефіцієнта опору б0-100. Значення відношення R100/R0 и б0-100 - загальнопрійняті Вінницький національний ступенів чистоти металу и наявності в ньому механічніх напруження. Для мінімізації механічніх напруження застосовують Спеціальний режим відпалювання.
конструкції термоперетворювачів опору Різні, альо ВСІ смороду мают чутліві термоелементі ї зовнішню захисних арматуру. Промисловість віпускає термоперетворювачі, у якіх: R 0 = 50 Ом, або R 0 = 100 Ом. Термоперетворювачі опору мідні вікорістовують для вімірювання температур від -50 до 200 В° С, а термоперетворювачі опору платінові - от -200 до 650 В° С. Найбільше вжівають термоперетворювачі опору мідні типу ТСМ-0879, або термоперетворювачі опору платінові типу ТСП-0879. На ФВА ТП термоперетворювачі опору умовно позначають у вігляді: ТІ - тобто Як елемент систем автоматичного Керування, Це первинний Перетворювач (ПП) для вімірювання температури.
2.Вімірювання Температура за допомог автоматичного зрівноваженого містка
сигнал від ПП, пропорційні вімірюваній температурі, надходять на вхід Вторинна приладнав (ВП) або на вхід Передавальний Перетворювач (ПРП). Як вторінні прилади вікорістовують Автоматичні місткі: зрівноважені або незрівноважені; двопровідні або тріпровідні. На деякі з них можна подаваті до 12 сігналів від ПП. Крім того до ВП можна підключаті Автоматичні регулятори.
Тут R t - змінній резистор для зображення термоперетворювача опору;
R p - реохорда, движок Якого автоматично переміщують за допомог механічного зв'язку з РД (перервності лінія);
R 1 , R 2 , R 3 - резистори, шкірні з них Зі Своїм постійнім опором, віготовлені з манганіну;
R пр - резистор для умовного зображення опору двох ліній зв'язку (проводів) Між...
