Пошук по сайту


Лекція 15Нормування метрологічних характеристик термометрів опору (ТО)

Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання

Сторінка6/9
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Лекція 15

Нормування метрологічних характеристик термометрів опору (ТО).

ТО присвоюють класи допуску А, В, С (раніше тим самим допускам відповідали римські цифри I-V, I-III).

Для кожного класу допуску є формула по якій можна розрахувати абсолютну похибку Δt, для будь-якого значення температури в діапазоні на який розрахований конкретний термометр опору.

В залежності від класу допуску є допустимі відхилення R0 (у %) і W100 (в абсолютниих одиницях).

Перший розрахунок (тобто, абсолютну похибку) застосовують при розрахунку метрологічних характеристик вимірювального каналу температури, також його застосовують при перевірці ТО по зразковому термометру.

Допустимі відхилення R0 і W100 застосовуються при перевірці ТО по двох опорних точках: 0 °С і 100 °С.

Платинові ТО виготовляються класу А і В, в експлуатації можуть бути класу С. Допускається виготовлення платинових ТО на високі температури класу С.

Мідні ТО виготовляються тільки класів В і С.

Тип ТО

Клас допуску

Діапазон температур, °С

Допустимі відхилення Δt від температури t, °С


ТОП

А

-200 - +750



В

-200 - +1100



С

-100 - +1100



ТОМ

В

-200 - +200



С

-200 - +200




Це для всіх градуювань платинових і мідних термометрів.

Поле допусків:



Для 400 °С для класу А: Δt = ±0.95 °С;

для В: Δt = ±2.3 °С;

для С: Δt = ±3.8 °С.



Тип ТО

Допустимі відхилення від номінального R при 0 °С (R0), ±%

А

В

С

ТОП

0.05

0.1

0.1

ТОМ

-

0.1

0.2


Допустимі відхилення W100 для класів.

Тип ТО

Клас допуску

Номінальне значення W100

Найменше значення W100


ТОП

А

1.3850

1.3910

1.3845

1.3905

В

1.3850

1.3910

1.3840

1.3900

С

1.3850

1.3910

1.3835

1.3895

ТОМ

В

1.4260

1.4280

1.4250

1.4270

С

1.4260

1.4280

1.4240

1.4260


Конструкція чутливих елементів ТО.

Є три основні конструкції чутливих елементів ТОП:

  1. Платинова дротина у вигляді спіралі, вкладена в керамічний корпус і засипана окисом алюмінію Al2O3.

МАЛЮНОК

1 – керамічна трубка з каналами (може бути 2 або 4 канали);

2 – платинова дротина товщиною 0.05 – 0.1 мм;

3 – засипка з окису алюмінію Al2O3;

4 – спай, яким підганяють R0;

5 – замазка із спеціального цементу;

6 – виводи (платинова дротина товщиною 0.2 – 0.3 мм).

Такі чутливі елементи мають найбільші розміри, але в них найвища стабільність.

Недолік: бояться вібрацій, габарити, потрібно найбільше платини на виготовлення (0.2 г).

  1. Платинова дротина заплавлена в скло або запечена в кераміку.

Для них використовують платинову дротину товщиною 0.02 – 0.05 мм; витрата платини менша, геометричні розміри менші, але нижча стабільність, бо виникають пластичні деформації, проте в них хороша вібростійкість.

  1. Напилена на кераміку платинова плівка.

Найменша витрата платини, найменші габарити, але найменша стабільність, обмежений верхній температурний діапазон роботи. Часті катастрофічні відмови (тріскає).

Напилені чутливі елементи чутливі до вологості (попадання води призводить до зміни опору, особливо для елементів з великим опором).

Це явище використовується в чутливих елементах вологомірів.
Лекція 16
Конструкція ТО.

Основний елемент – захисна гільза, яка найчастіше виконується з нержавіючої сталі. Для неагресивних середовищ може бути латунь, мідь.

12х18н10т, 08х18н10т – найпоширеніші сталі.

1.2, 0.8 – відсоток вуглецю (перше число поділити на 10);

18% хрому, 10% нікелю, домішка титану до 1% (..х18н10т).
Всередині захисної оболонки поміщують чутливий елемент. Чутливий елемент в ряді конструкцій може вийматися, в тих, в яких він не виймається – він засипаний порошком Al2O3 для високої теплопровідності. Посередині захисної оболонки є гайка для кріплення.

ТО відрізняються довжиною зануреної частини, діаметром захисної оболонки, довжиною частини, що виступає, і конструкцією під’єднання (з’єднувальна коробка або головка, різна ступінь захисту або кабельний ввід).

ТО може мати 2, 3 або 4 виводи від чутливого елементу. 3 і 4 виводи застосовують для компенсації зміни опору з’єднувальних ліній від температури.

Перевірка ТО.

Є декілька методів перевірки ТО.

1-ий метод: перевірка по опорних точках танення льоду і кипіння води. При цьому методі ТО перевіряється по двох точках : 0 °С і 100 °С, знаходять значення R0 і R100, розраховують W100 і по таблицях допустимих відхилень для класів А, В, С встановлюють клас термометра. Цей метод дозволяє оцінити загальний стан ТО.

2-ий метод: по зразковому ТО. Перевірку проводять з допомогою термостата не менше ніж в 5 точках діапазону, одна з них максимальне значення діапазону вимірювання.

Для цих точок розраховують допустимі абсолютні відхилення і присвоюють клас точності.

Термометри з вбудованим перетворювачем в уніфікований сигнал перевіряють лише по 2-ому методу і клас точності присвоюють комплекту – термометр + перетворювач.
Вимірювальні прилади для роботи з ТО.

  1. Магнітоелектричні логометри.

  2. Перетворювачі в уніфікований струмовий або цифровий сигнал.

  3. Автоматичні мости.

  4. Блоки для роботи з ТО вільно програмованих контролерів.


Є два основні методи вимірювання опору: потенціометричний і мостовий.
Потенціометричний метод вимірювання опору.

Метод забезпечує дуже високу точність вимірювання і незалежність результатів вимірювання від значення опору з’єднувальних ліній при 4-ьох провідній схемі під’єднання. Метод застосовується для лабораторних вимірювань, а також для побудови мікропроцесорних перетворювачів.

МАЛЮНОК

Ro – зразковий опір (зразкова котушка);

Rx – опір, який вимірюють;

Е – джерело живлення;

Ri – реостат, з допомогою якого виставляють струм у вимірювальному колі;

П – потенціометр (прилад для вимірювання напруги, може бути двохрядним або однорядним з перемикачем).

У вимірювальному блоці контролера застосовують джерело стабілізованого струму. Послідовно можна ввімкнути 8 ТО по 2-ох провідній схемі під’єднання або 4 ТО по 4-ьох провідній. Для вимірювання спадків напруги застосовують 8-ми канальний АЦП.

Є інші варіанти побудови де кожен канал має своє джерело струму.

Диференційний метод вимірювання опору.

Дуже подібний метод до попереднього, але тут застосовуються два ідентичні джерела струму.

МАЛЮНОК

В такій схемі застосовується 3-ьох провідна схема під’єднання ТО. І1, І2 – джерела струму (0.1 мА – такий струм застосовується); Rt – ТО; RL1, RL2, RL3 – опори з’єднувальних ліній; R0 – постійний опір, який відповідає Rt на початковому діапазоні вимірювання; 1 – диференційний підсилювач; 2 – стабілізатор напруги/струму; 4 – діод для захисту від неправильної полярності (вімкнення).

Для диференційної схеми найчастіше застосовуються 3-ьох провідна схема під’єднання ТО і покази схеми не залежать від зміни опорів з’єднувальних ліній від температури.

По такій схемі будують звичайні аналогові перетворювачі, цифрові перетворювачі, перетворювачі, які вбудовані в головку термометра. Зараз це найпоширеніша схема, дуже легко одержати будь-який діапазон на будь-якому рівні.

Лекція 17
Мостові схеми.

Мостовий метод вимірювання опорів.

Донедавна – найпоширеніший метод вимірювання опорів. Мостові схеми діляться на два типи: не зрівноважені і зрівноважені мости.

Не зрівноважені мости.

МАЛЮНОК

R1-R3 – постійні опори; Rt – термометр опору; П – мілівольтметр, вторинний прилад, вимірювальний перетворювач.

Мости бувають рівноплечі (всі опори рівні) і не рівноплечі.

Перевага не рівноплечих мостів – можливість прямого відліку температури.

Недоліки: напруга (струм) живлення впливають на покази вимірювання (для стабілізованого струму живлення є лінійна залежність вихідного сигналу від зміни опору); двохпровідна схема під’єднання, значення опору ліній і зміна його від температури впливає на покази, тому двохпровідна схема під’єднання застосовується коли короткі лінії і велике значення R0 термометра опору.



Зрівноважені мости.

Основна перевага – на покази не впливає зміна напруги живлення. Для компенсації зміни опору з’єднувальних ліній застосовують трьохпровідну схему під’єднання.

МАЛЮНОК

З допомогою гальванометра Г фіксують стан рівноваги моста (відсутність протікання струму в діагоналі моста). Рівновагу моста встановлюють зміною опору R2. Він має шкалу в одиницях опору або температури.

Умова рівноваги:





Зміна опору з’єднувальних провідників не впливає на покази при трьохпровідній схемі під’єднування ТО, але для мостової схеми (і зрівноваженої, і не зрівноваженої) треба під’єднати початкові значення опору ліній.

Найчастіше значення опору ліній (ще вмикають додатковий опір, який підганяють) виставляють 2.5 Ом. Це тільки для мостових схем!!!

Автоматичні зрівноважені мости.


Rр – реохорд; Rш – шунт реохорда;

Rш ΙΙ Rр = 90 Ом (100 Ом) ± 0.1 Ом;

Rд – два або три опори, якими виставляють початок діапазону вимірювання;

Rп – два або три опори, якими виставляють розмах шкали;

Rс – струмознімач;

R1, R2, R3 – постійні опори вимірювального мостика;

Rб – опір, яким задають струм через вимірювальну мостикову схему, струм через ТО обмежують, щоб не було само розігріву (0.1-1 мА);

Rл – опір ліній (2.5±0.01 Ом);

П – підсилювач змінного струму;

РД – реверсивний двигун;

СД – синхронний двигун;

С1, С2 – фазозсуваючи конденсатори;

С3 – конденсатор, який фільтрує частоту фільтрації 100 Гц.
При зміні опору Rt між точками a і b з’явиться невелика змінна напруга однієї або іншої фази. Ця напруга підсилиться підсилювачем П і приведе в дію реверсивний двигун РД. РД перемістить повзун реохорда і зв’язаний з ним вказівник шкали до нового стану рівноваги, поки напруга між a і b не стане рівною нулю. Прилад покаже нове значення температури. По такій схемі випускались прилади КСМ-1, КСМ-2, КСМ-3, КСМ-4. Клас точності для КСМ-4 – 0.25, для решти 0.5, 1.0.

КСМ-2 і КСМ-4 – багато точкові (1, 3, 6, 12 точок);

КСМ-3 – з круглою шкалою і дисковою діаграмою.

Більш нова модифікація – мости РП-160 і РП-250 (кл.т. 0.5, 1.0).
Лекція 18.
Типи приладів (ТО).


Тип ТО

Градуювання

Діапазон вимірювання

Клас допуску

ТСП – 0879

ТСП – 0979*

50П або 100П

-200 ÷ +600 °С

А, В

ТСМ – 0879

ТСМ – 0979*

50М або 100М

-50 ÷ +200 °С

В, С

ТСП – 1088

50П або 100П

-200 ÷ +600 °С

А, В

ТСМ – 1088

50М або 100М

-50 ÷ +150 °С

В, С

* - тиск до 16 МПа.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Схожі:

Вимірювання швидкості руху молекул. (Дослід О. Штерна.) Пояснення...
Мета уроку: сформувати в учнів поняття про фізичні властивості речовин у різних агрегатних станах, використовуючи основні положення...

Тема уроку
Дидактичний матеріал: технологічні картки, інструкційно технологічні картки, технологічні схеми, картки завдання, картки ситуації,...

Класифікація одиниць вимірювання та одиниць обліку

Класифікація одиниць вимірювання та одиниць обліку

Урок №1. Тема уроку: Тепловий стан тіл І температура. Вимірювання температури
Мета уроку: Сформувати в учнів знання про тепловий стан тіл, температуру тіла. Виробити вміння користуватися термометрами, розвивати...

Державний стандарт професійно-технічної освіти
Опенько В. В. – викладач професійно-теоретичної підготовки «Спеціальна технологія»; Хацко Н. І. – викладач професійно-теоретичної...

Оформлення записів до трудової книжки
До трудових книжок працівників у розділі «Відомості про нагородження» вносяться відомості про нагородження

Форми І методи роботи з обдарованими дітьми
Основні теоретичні відомості (властивості формулюються для натуральних чисел)

Черкаський державний бізнес-коледж
У посібнику подано основні теоретичні відомості з ділового українського мовлення, висвітлено питання правопису та загальні мовні...

Звіт про виконання науково-дослідної роботи за темою: «Випробування...
Дослідження проводилися на супіщаних дерново-підзолистих ґрунтах в технологічні сівозміні Інституті картоплярства наан



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації

h.lekciya.com.ua
Головна сторінка