Uporovni termometri - princip delovanja, vrste in konstrukcije, značilnosti uporabe

Ena izmed najbolj priljubljenih vrst termometrov v industriji je uporovni termometer, ki je primarni pretvornik za pridobitev natančne vrednosti temperature, ki zahteva dodatno, normalizacijski pretvornik ali industrijski PLC—programabilni logični krmilnik.

Uporovni termometer je struktura, v kateri je platinasta ali bakrena žica navita na poseben dielektrični okvir, nameščen v zaprtem zaščitnem ohišju, primerne oblike za namestitev.

Delovanje uporovnega termometra temelji na pojavu spremembe električnega upora prevodnika glede na njegovo temperaturo (od temperature predmeta, ki ga preiskuje termometer). Odvisnost upora prevodnika od temperature na splošno izgleda takole: Rt = R0 (1 + at), kjer je R0 upor prevodnika pri 0 ° C, Rt je upor prevodnika pri t ° C in je temperaturni koeficient upornosti termoobčutljivega elementa.

V procesu spreminjanja temperature toplotne vibracije kristalne rešetke kovine spremenijo svojo amplitudo in temu primerno se spremeni električni upor senzorja. Višja ko je temperatura – bolj kristalna mreža vibrira – večja je upornost proti toku. Zgornja tabela prikazuje tipične značilnosti dveh priljubljenih uporovnih termometrov.

Toplotno odporno ohišje senzorja je zasnovano tako, da ga ščiti pred mehanskimi poškodbami med merjenjem temperature predmeta.

Na fotografiji: 1 — občutljiv element iz platinaste ali bakrene žice v obliki spirale, nameščen na keramični palici; 2 — porozni keramični valj; 3 — keramični prah; 4 - zaščitna zunanja cev iz nerjavečega jekla; 5 — žice za prenos toka; 6 - zunanja zaščitna cev iz nerjavečega jekla; 7 — glava termometra s snemljivim pokrovom; 8 — sponke za priključitev izhodne žice; 9 - žica do pritrdilne naprave; 10 - navojni tulec za vgradnjo v cevovod s priključki z notranjim navojem.

Če je uporabnik natančno določil namen, za katerega je potreben toplotni senzor, in je natančno izbral uporovni termometer (uporovni termični pretvornik), potem so najpomembnejši kriteriji za rešitev prihajajoče naloge: visoka natančnost (približno 0,1 ° C) , parametri stabilnosti, skoraj linearna odvisnost upora od temperature predmeta, zamenljivost termometrov.

Vrste in oblikovanje

Torej, glede na material, iz katerega je izdelan občutljivi element uporovnega termometra, lahko te naprave strogo razdelimo v dve skupini: bakrene toplotne pretvornike in platinaste toplotne pretvornike.Senzorji, ki se uporabljajo na celotnem ozemlju Rusije in njenih najbližjih sosed, so označeni na naslednji način. Baker — 50M in 100M, platina — 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

Najobčutljivejši termometri Pt1000 in Pt100 so narejeni z naprševanjem najtanjše plasti platine na keramično osnovo-substrat. Tehnološko se majhna količina platine (približno 1 mg) odloži na občutljiv element, kar daje elementu majhnost.

Hkrati se ohranijo lastnosti platine: linearna odvisnost upora od temperature, odpornost na visoke temperature, toplotna stabilnost. Iz tega razloga sta najbolj priljubljena platinasta uporovna pretvornika Pt100 in Pt1000. Bakrena elementa 50M in 100M sta izdelana z ročnim navijanjem tanke bakrene žice, platinasta 50P in 100P pa z navijanjem platinaste žice.

Značilnosti uporabe

Pred namestitvijo termometra se morate prepričati, da je njegova vrsta pravilno izbrana, da kalibracijska karakteristika ustreza nalogi, da je dolžina namestitve delovnega elementa primerna in da druge konstrukcijske značilnosti omogočajo namestitev na tem mestu, za zunanjo pogoji.

Senzor se preveri glede zunanjih poškodb, preveri se njegovo telo, preveri se celovitost navitja senzorja in izolacijski upor.

Nekateri dejavniki lahko negativno vplivajo na točnost meritve. Če je senzor nameščen na napačnem mestu, dolžina namestitve ne ustreza delovnim pogojem, slabo tesnjenje, kršitev toplotne izolacije cevovoda ali druge opreme - vse to bo povzročilo napako pri merjenju temperature.

Vse kontakte je treba preveriti, kajti če je električni kontakt v povezavah naprave in senzorja slab, je to polno napak. Ali pride vlaga ali kondenz na tuljavo termometra, ali je prišlo do kratkega stika, ali je povezovalna shema pravilna (brez kompenzacijske žice, brez nastavitve upora na liniji), ali se kalibracija merilne naprave ujema s kalibracijo senzorja? To so pomembni trenutki, na katere morate biti vedno zelo pozorni.

Tukaj so tipične napake, ki se lahko pojavijo pri namestitvi toplotnega tipala:

• Če na cevovodu ni toplotne izolacije, bo neizogibno prišlo do toplotnih izgub, zato je treba mesto merjenja temperature izbrati tako, da se vnaprej upoštevajo vsi zunanji dejavniki.

• Kratka ali prevelika dolžina senzorja lahko prispeva k napaki zaradi nepravilne vgradnje senzorja v delovni tok proučevanega medija (senzor ni nameščen proti toku in ne vzdolž osi toka, saj mora biti v skladu s pravili).

• Kalibracija senzorja ni v skladu s predpisano shemo vgradnje v tem objektu.

• Kršitev pogoja za kompenzacijo parazitskega vpliva spremenljive temperature okolja (kompenzacijski vtiči in kompenzacijska žica niso vgrajeni, senzor je priključen na temperaturni zapisovalnik v dvožilni tokokrog).

• Narava okolja se ne upošteva: povečane vibracije, kemično agresivno okolje, visoka vlažnost ali visokotlačno okolje. Senzor mora izpolnjevati in vzdržati pogoje okolja.

• Ohlapen ali nepopoln stik sponk senzorja zaradi slabega spajkanja ali vlage (ni tesnjenja ožičenja pred nenamernim vdorom vlage v ohišje termometra).