Особенности устройства термометров сопротивления

Для измерения температуры наружного воздуха используется термометр с проволочным термопреобразователем. Его теплочувствительный элемент 1 (рис.6.11) размещается в корпусе, внутренний канал которого расточен по профилю сопла Лаваля 2. Корпус, в свою очередь, крепится к основанию 4 с помощью полого откоса 3. Внутри откоса размещён подгоночный резистор 5 из манганита, уменьшающий влияние примесей в материале элемента 1. Термопреобразователь устанавливается на борту самолёта так, чтобы продольная ось его корпуса совпадала с направлением набегающего потока воздуха. В узком сечении сопла при М ≥ 0,5 устанавливается скорость воздушного потока, равная местной скорости звука в воздушной среде. Зная температуру теплочувствительного элемента Тчэ, можно определить температуру наружного воздуха:

(6.22)

 

Стабилизация скорости воздушного потока в сопле Лаваля позволяет уменьшить влияние скорости потока на результат измерений.

 

Рис. 6.11. Устройство терморезисторного термометра типа ТНВ:

1 – теплочувствительный элемент; 2 – внутренний канал корпуса; 3 – полый откос; 4 – основание; 5 – подгоночный резистор.

 

Из формулы (6.22) видно, что температура Тчэ превышает температуру среды. Это объясняется торможением потока у термодатчика и переходом кинетической энергии в тепловую.

 

Принципиальная электрическая схема термометра показана на рисунке 6.12. Это четырёхплечий неуравновешенный мост с магнитоэлектрическим логометром. Примененный логометр с подвижными рамками имеет увеличенный размах шкалы термометра, однако ему свойственен ряд недостатков, связанных с малой вибропрочностью и сложностью конструкции подвижной системы. К одной из диагоналей которого подается питание от сети постоянного тока 27 В. Во вторую диагональ включены две рамки логометра.

Сопротивления Rl, R2, R4, R6, R9, R10 выполнены из манганина, сопротивления R3, R5, служащие для температурной компенсации- из меди.

Равновесие моста обусловлено равенством

R9R4=(R11+R10)(R2+R3).

В этом случае в рамках логометра протекают равные по величине токи. Взаимодействуя с неравномерным полем постоянного магнита логометра, рамки устанавливают подвижную систему и стрелку указателя против среднего деления шкалы.

 

Рис. 6.12. Принципиальная электрическая схема термометра

 

При любом другом значении температуры сопротивление приемника имеет определенную величину, равновесие моста нарушается, изменяется соотношение токов в рамках, причем каждому отношению токов соответствует единственное положение подвижной системы.

Диапазон измерения температуры от -60 до +150 °С. Основная погрешность измерения температуры на рабочем участке диапазона измерения приборов не превышает 4 °С.

Унифицированный терморезисторный термометр типа ТУЭ предназначен для измерения температуры масла, воды, воздуха, наружного воздуха и др. Он состоит из датчика и указателя. Датчик включает теплочувствительный элемент ТЭ, корпус и штепсельное соединение (рис.6.13).

 

Рис. 6.13. Устройство датчика термометра типа ТУЭ:

1 – спираль; 2 – стойка; 3 – никелевая проволока; 4 – пластина; 5 - теплопроводящая пластина; 6 – корпус; 7 – прокладка; 8 – колодка; 9 – гайка; 10 - штепсельный разъем

Теплочувствительный элемент выполнен из никелевой неизолированной проволоки 3, намотанной на две пластины из слюды 4. Изоляция никелевой обмотки с наружной стороны осуществляется тонкими слюдяными прокладками 7, поверх которых помещены теплопроводящие пластины из серебра, соприкасающиеся с корпусом датчика 6. Такая конструкция ТЭ обеспечивает хороший теплообмен с измеряемой средой, способствующей уменьшению погрешностей прибора. Корпус датчика изготовлен из нержавеющей стали.

Корпус датчика снабжен утолщенной головкой с резьбой, предназначенной для крепления датчика. В головке датчика расположены штепсельный разъем и добавочное манганиновое сопротивление, включаемое последовательно с никелевой обмоткой. Добавочное сопротивление предназначено для приведения температурногокоэффициента датчика к стандартному значению с целью обеспечения взаимозаменяемости датчиков (вследствие значительного влияния примесей температурный коэффициент электрического сопротивления никеля имеет слишком большой разброс).

В термометрах ТУЭ указателем является логометр с подвижным магнитом и неподвижными рамками.

Диапазон измерения температуры термометром ТУЭ от –70 до +150 °С. Основная погрешность на рабочем участке шкалы (–40 ... +130 °С) находится в пределах ±3 %.

 

Принципиальная электрическая схема термометра ТУЭ (рис.6.14).

Рис. 6.14. Принципиальная электрическая схема термометра ТУЭ

Сопротивление термопреобразователя измеряется двойным мостом постоянного тока. В схеме двойного моста выводы катушек (рамок) логометра с одной стороны соединены вместе, а с другой стороны — через сопротивления R4, R5. Токи, протекающие по катушкам логометра, и соответственно потенциалы точек А, В, С зависят от величины сопротивления R8, размещенного в приемнике температуры. В частности, с увеличением R8 потенциал точки А увеличивается, и наоборот.

Если температура окружающей среды постоянна, потенциалы точек В и С постоянны по величине, так как величины сопротивлении R2, R3, R4, R5, R6 в этом случае не изменяются. Сопротивления моста подобраны так, что при температуре -50 °С потенциалы точек А и С равны между собой, а потенциал точки В больше потенциала точки А. Вследствие такого распределения потенциалов ток в катушке R10 равен нулю, а в катушке R9 достигает максимального значения. Постоянный магнит логометра устанавливается в направлении вектора поля катушки R9.

При температуре +50 °С разность потенциалов точек А и В равна разности потенциалов точек А и С. Токи в катушках логометра равны по величине и направлены от точки В к точке А и от точки А к точке С. Магнит логометра устанавливается в направлении результирующего вектора полей обеих катушек. Это положение магнита соответствует среднему положению стрелки на шкале указателя.

При увеличении температуры с +50 до +150 °С потенциал точки А приближается к потенциалу точки В, поэтому ток в катушке R9 уменьшается до пуля, а в катушке R10 увеличивается до максимального значения. Подвижный магнит поворачивается в сторону катушки R10.

Каждая катушка логометра имеет одинаковое число витков. Сопротивление внутренней рамки меньше, чем наружной, поэтому в цепь внутренней рамки включено сопротивление R11 для обеспечения симметричности схемы и температурной компенсации. Резисторы R3 и R4, имеющие положительный температурный коэффициент сопротивления, также служат для температурной компенсации инструментальной погрешности показывающего прибора. При этом изменение сопротивления R3 компенсирует изменение тока в обмотке R10 из-за изменения температуры окружающей среды, а изменение сопротивления R4 - в обмотке R9.

Термометр типа ТУЭ имеет следующие характеристики:

– диапазон измерения от –70 до +150 °С, цена деления 10 °С;

– погрешность измерения при нормальной температуре 1,5 %;

– источник питания постоянного тока напряжением 27 2,7 В;

– датчики и указатели разных комплектов взаимозаменяемы.

 

 

Рис. 6.15. Устройство приёмника температуры П-69-2М:

1 – корпус; 2 – чувствительный элемент (изоляционная пластинка); 3 – платиновая проволока; 4 – трубка; 5 – колодка; 6 – втулка; 7 - стойка; 8 – выходные концы; 9 – штепсельный разъем

Приёмник температуры П-69-2М (рис.6.15) состоит из корпуса 1, внутри корпуса находятся два чувствительных элемента (изоляционная пластинка 2, на которую бифилярно намотана платиновая микропроволока 3. Все детали приёмника крепятся к стойке 7 и втулке 6, выполненные из жаропрочной хромоникелевой стали. Для защиты от солнечной радиации поверхность датчика полируется. Выходные концы 8 сопротивления через колодку 5 и трубку 4 соединены со штепсельным разъёмом 9. Преобразователь смонтирован в отдельном корпусе.

Соединение с приёмником температуры, блоком питания и регистрирующими устройствами производится через штепсельный разъём.

 








Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 2004; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2022 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.01 сек.