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. 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, % ±(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)) мВДля ТПР ΔЕ=±(0.01+3.3·10-5(t-300)) мВДля ТХА ΔE=±(0.16+2·10-4(t-300)) мВДля 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?