ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТЕРМОПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ ОПОРУ

Робочі прилади для вимірювання невеликих тисків або розріджень перевіряють методом порівняння. Як контрольні прилади використовуються мікроманометри або водяні, чи ртутні двотрубні U-подібні дифманометри.

Робочий і контрольний прилади під’єднують до джерела тиску (розрідження) і встанолюють значення тиску, які відповідають оцифрованим відміткам шкали. Як джерела тиску використовуються ручні насоси, сильфонні пристрої тощо. Контрольним приладом для перевірки манометрів служить вантажопоршневий манометр.

Порівняння показів приладів дозволяє визначити відповідність робочого манометра його класу точності. При цьому покази контрольного приладу приймаються за дійсні значення тиску і абсолютна похибка визначається як різниця відповідних показів робочого та контрольного приладів.

Для визначення гістерезису вимірювального елементу 1 «мертвого» ходу в передавальному механізмі робочого приладу перевірка проводиться при збільшенні тиску до максимального значення (хід вгору), а після витримки при його зменшенні (хід вниз)

ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТЕРМОПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ ОПОРУ

Вимірювання температури термоперетворювачами опору (ТО) базується на залежності електричного опору провідників або на­півпровідників від температури. Знаючи залежність опору термо­перетворювача від температури, можна, вимірюючи його опір, визначити температуру середовища, в якому він знаходиться.

Термоперетворювач опору складається з чутливого елементу, за­хисної арматури і головки перетворювача із затискачами для підключення чутливого елементу і з'єднувальних провідників.

До матеріалів, з яких виготовляють чутливі елементи термоперетворювачів опору, висувають такі основні вимоги [1]:

- висока відтворюваність значень електричного опору в ін­тервалі робочих температур;

- висока чутливість, яка характеризується температурним коефіцієнтом електричного опору, тобто відносною зміною опору матеріалу чутливого елемента при зміні температури на 1 ^оС;

- хімічна інертність до вимірюваного середовища;

- великий електричний питомий опір; чим більше питомий опір, тим менше матеріалу потрібно для одержання початкового опору термоперетворювача.

Термоперетворювачі опору поділяють :

- за способом контакту із вимірюваним середовищем – на занурені і поверхневі;

- за умовами експлуатації – на стаціонарні і переносні;

- за захищеністю від дії навколишнього середовища – на звичайні, пилозахищені, захищені від агресивного середовища, вибухобезпечні;

- за герметичністю до вимірюваного середовища – на герме­тичні і негерметичні;

- за стійкістю до механічної дії – на звичайні і вібростійкі;

- за кількістю чутливих елементів для вимірювання темпе­ратури в одній зоні – на одинарні та подвійні;

- за кількістю зон – на однозонні і багатозонні;

- за класами точності та класами допусків, що характери­зують допустимі відхилення параметрів номінальних статичних характеристик ТО.

Номінальну статичну характеристику (НСХ) ТО (залежність опору термоперетворювача від температури) розраховують за рівнянням

, (1)

де – опір термоперетворювача при температурі t, Ом; – опір термоперетворювача при t=0^оС; – відношення опорів ТО при температурах t і 0^оС відповідно. Значення вибирають з таблиць ДСТУ 2858-94. Там також на­ведені рівняння для визначення ТО в різних діапазонах температур.

Згідно ДСТУ 2858-94 [2] чутливі елементи термоперетворю­вачів виготовляють з платини (Рt), міді (Сu), нікелю (Ni) і доз­воляють вимірювати температуру в діапазоні від -260 до 850 ^oС (в окремому виконанні до 1100 ^oС).

Для чутливих елементів термометрів опору з найкращого боку себе зарекомендувала платина, яку застосовують у діапазоні від -260 до 850 ^oС. Ретельно виготовлений платиновий

Так, наприклад, для платинового ТО з =1,3910 в діапазоні температур від 0 ^oС до 600 ^оС, визначають за формулою

, (2)

де ; ,

а для мідного ТО з в діапазоні температур від -10 до +200 ^oС

, (3)

де .

Платинові ТО виготовляють із наступними НСХ: 1П, 10П, 50П, 100П, 500П, а мідні ТО – 10М, 50М, 100М. Число в умовному позначенні НСХ відповідає номінальному значенню опору термопе­ретворювача ( ) при 0 ^оС в Ом.

Платинові ТО залежно від призначення і зас­тосування поділять на три групи: еталонні, взірцеві (1-го і 2-го розрядів); робочі (підвищеної точності і технічні). Ета­лонні ТО призначені для відтворення Міжнародної температурної шкали МТШ-90 в інтервалі температур від -259,34 до +630,74 ^oС. Взірцеві ТО 1-го розряду застосовують для перевірки взірцевих ТО 2-го розряду, які в свою чергу призначені для перевірки ро­бочих засобів вимірювання температури. Платинові ТО підвищеної точності застосовують для точних вимірювань температури. Техн­ічні платинові ТО використовують для вимірювання температури в інтервалі від -200 до +650 ^оС. Їх випускають 1-го і 2-го класів допуску.

Конструктивно чутливий елемент платинових ТО виконаний у вигляді спіралі із тонкого дроту, розміщеного в капілярній ке­рамічній трубці, яка заповнена керамічним порошком, що ізолює і фіксує спіраль та унеможливлює замикання між витками дроту.

Чутливий елемент мідного ТО виконують у вигляді безкаркасної безіндуктивної котушки з ізольованого мідного дроту, який покривають фторопластовою плівкою. Чутливий еле­мент розмішують в тонкостінній металевій гільзі, яку запов­нюють керамічним порошком і герметизують.

Встановлення залежності опору чутливого елементу ТО від температури називається градуюванням. В межах однієї НСХ і од­ного класу допуску ТО є взаємозамінними.

Напівпровідникові термоперетворювачі (термістори) виготовляють у вигляді циліндрів, шайб, намис­тин. Для виготовлення їх чутливих елементів використовують ок­сиди заліза, кобальту, магнію, марганцю, титану та інші. Гра­ниці вимірювання температури термісторами від -100 до +300 ^оС. В порівнянні з металевими перетворювачами, напівпровідникові мають більшу чутливість, меншу теплову інерційність. Температур­ний коефіцієнт опору напівпровідникових термоперетворювачів має від'ємне значення (опір зменшується при зростанні темпера­тури). Основний недолік термісторів - нестабільність градуювальних характеристик. Найчастіше їх використовують в термосиг­налізаторах.

Опір термоперетворювача в лабораторній практиці вимірюють за допомогою лабораторного моста. В промисловості застосовують автоматичні мости, логометри, цифрові компенсатори.