• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Перетворювачів

Вимірювальніколатермоелектричнихтермометрів

Найпростіше

вимірювальне

коло

термометра

з

термоелектричним перетворювачем зображене на рис. 6.1,а.

Рис.6.1. Вимірювальні кола термоелектричних термометрів

За умови, що температура T₀вільних кінців термопари буде

незмінною і опір всього вимірювального кола також незмінним,

покази мілівольтметра будуть визначатись значенням

вимірюваної температури T_x.

Для зменшення залежності показів приладу від опору

вимірювального кола намагаються дотриматись умови

>> R_T+

R . (6.1)

R_mv

Із рис. 6.1, а випливає, що

U

=

e

T

л

R

. (6.2)

mv⁼I R_mvmv

R_mv

+

2Rл⁺R_T

mv

В цьому випадку, з урахуванням (6.1) матимемо

U_mv= e_t.

Похибка ä_M, яка вноситься зовнішнім (щодо вольтметра)

опором вимірювального кола, буде:

ä

M

=⁺

R_T2Rл 100% . (6.3)

R_mv

Наприклад, якщо опір мілівольтметра становить 300 Ом, то

для отримання похибки

перевищувати 3 Ом.

ä <_M1% опір

R_T+ 2Rл не повинен

Потрібно також відзначити, що, оскільки функція

перетворення термоелектричного перетворювача загалом

нелінійна, то для переведення показів мілівольтметра у значення

вимірюваної

температури

необхідно

користуватись

градуювальною таблицею термоелектричного перетворювача.

Якщо мілівольтметр є складовою частиною термометра і його

шкала проградуйована в одиницях вимірюваної температури, то

нелінійність функції перетворення термоперетворювача буде

врахована в характері шкали приладу, яка відповідно, також

буде нелінійною. Для такого приладу вже немає необхідності,

щоб витримувалась умова (6.1).

Обов’язковою умовою, якої необхідно дотримуватись при

вимірюванні такими приладами, є забезпечення опору Rсум

всього вимірювального кола приладу його градуювальному

значенню, тобто такому значенню Rград^,при якому градуювався

прилад. Для підганяння опору кола використовується

підганяльна котушка Rпід ⁽рис.6.1,б).

У цьому випадку опір зовнішнього кола не буде причиною

похибки. Виникнення похибок буде зумовлюватись лише

відхиленням сумарного опору від градуювального значення і

спричинятись, наприклад, зміною опору лінії внаслідок зміни

температури довкілля. При цьому

R

ä =

сум − Rград

100% . (6.4)

M

R

град

Причиною похибок вимірювання температури може бути

також

невідповідність

температури

вільних

кінців

термоперетворювача градуювальному значенню. Градуювальні

характеристики термоелектричних перетворювачів складені для

певної температури вільних кінців, звичайно 0⁰C . Якщо

температура вільних кінців не дорівнює градуювальній, то

необхідно вводити поправку на зміну термо-ЕРС відносно

градуювального значення.

Однимзспособівусуненняпохибкивідзмінитемператури

вільнихкінцівєїхтермостатування. Оскільки термостатувати

головку термоелектричного перетворювача, де закінчуються

термоелектроди (їх вільні кінці), практично не є можливим, то

необхідно

продовжити

електроди

термоелектричного

перетворювача, не спотворюючи його термо-ЕРС з тим, щоб

відвести вільні кінці в таке місце, де буде зручно їх

термостатувати. Здовжуючі термоелектродні дроти ЗТЕ (рис.

6.1,б) не є з тих же дорогих металів, що і основні

термоелектроди. Проте вони повинні бути термоелектрично

ідентичними з відповідними електродами основної термопари,

щоб усунути виникнення паразитних термо-ЕРС.

У промислових умовах для введення корекції від зміни

температури вільних кінців на покази приладу звичайно

використовують пристрої автоматичного введення поправок.

Таким пристроєм може бути мостове коло (рис. 6.1,в), яке

складається з температуронезалежних манганінових опорів R₁,

R₂і R₃і опору R₄з міді чи нікелю, який змінює свій опір

залежно від температури. Якщо температура термозалежного

резистора, як і температура вільних кінців термопари, буде

дорівнювати наприклад 0⁰C , то міст повинен знаходитись у

рівновазі. При відхиленні цієї температури від 0⁰C , викликана

цією зміною температури зміна термо-ЕРС термопари буде

компенсовуватись

напругою

розбалансування

моста,

викликаною зміною опору R₄.

Для термоелектричного термометра за схемою рис. 6.1,в

напруга U , що надходить на вхід вимірювального приладу

U = e_T+ e₃T⁺U_CK, (6.5)

де e_T - термо-ЕРС термопари; e₃T ^-паразитна термо ЕРС від

неповної термоідентичності матеріалів ЗТЕ та основних

термоелектродів; U_CK - вихідна напруга розбалансу мостової

схеми компенсації CK.

Відповідно похибка такого термоелектричного термометра

∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆t , (6.6)

TП

3T CK ВП

де ∆ТП ^-похибка термоперетворювача;₃

∆ =_Te₃T ^-похибка від

неповної термоідентичності; ∆_CK - похибка схеми компенсації;

∆ВП ^-похибка вимірювального приладу.

Зауважимо, що похибки ∆₃T та ∆_CKє співрозмірними з

похибкою ∆ТП^,а в сумі з ∆ТП сягають значень значно більших

за похибку сучасного вимірювального приладу. Похибка ∆ТП

термоперетворювача могла би бути зменшена лише

конструктивно-технологічними методами, які практично

вичерпали свій резерв щодо такої можливості. Тому при

проектуванні таких термометрів, в першу чергу, слід подбати

про зменшення похибки від неповної термоідентичності та

похибки схеми компенсації.

В цифрових термометрах похибка від зміни температури

вільних кінців може бути повністю усунена вимірюванням

температури вільних кінців і автоматичного внесення

відповідних поправок.

Автоматичніпотенціометридлявимірюваннятемператури

На рис. 6.2 наведено схему автоматичного потенціометра,

який призначений для вимірювань температури за допомогою

термоелектричного перетворювача.

Рис. 6.2. Схема автоматичного потенціометра для вимірювань

температури

Прилад працює так. Термо-ЕРС e_Tтермоелектричного

перетворювача зрівноважується вихідною напругою

U АБ

потенціометра, виконаного за мостовою схемою. Якщо U АБ ≠ e_T,

то напруга недокомпенсації

∆U після попереднього

перетворення і підсилення подається на вхід реверсивного

двигуна, який переміщає повзунок реохорда до моменту повної

компенсації напруг. Разом з переміщенням повзунка

переміщується стрілка приладу, який проградуйований в

одиницях вимірюваної температури. Для стабілізації робочого

струму потенціометра використовується стабілізоване джерело

живлення, яке забезпечує постійність робочого струму з

похибкою не більше ніж 0,02 %.

Для автоматичного введення поправок на температуру

вільних кінців термоперетворювача в одне з плеч моста

ввімкнений термозалежний опір із міді (всі інші опори -

термонезалежні

манганінові).

Термоперетворювач

підключається до потенціометра за допомогою здовжуючих

термоелектродних проводів. Забезпечується приблизна рівність

температури вільних кінців термоперетворювача і температури

резистора R_M. Значення опору R_Mвибрано так, щоб зміна спаду

напруги ∆U на ньому при зміні температури на ∆t град

відповідала зміні термо-ЕРС термоперетворювача при такій же

зміні температури його вільних кінців, тобто виконувалась

рівність

á ∆ = ∆t e , (6.7)

I R₂MO T

T

де I₂ - струм верхньої гілки мостового кола потенціометра; á_T -

температурний коефіцієнт опору міді; R_MO - опір мідного

резистора

при

0⁰C ;

∆e_T

-

зміна

термо-ЕРС

термоперетворювача, яка викликана відхиленням температури

вільних кінців на ∆t град від 0⁰C .

Потрібно, проте, зауважити, що оскільки

∆e_Tнавіть в

обмеженому температурному діапазоні не є лінійною функцією

від ∆t , то при лінійній залежності

∆U_k= I R₂MO⁽

)

á t повна

корекція впливу температури вільних кінців можлива лише для

одного значення ∆t . При інших значеннях буде спостерігатись

деяка незначна недокомпенсація, однак в нормальній області

зміни температури довкілля похибкою від недокомпенсації

можна знехтувати.

Цифровівимірювачітемператури (ЦВТ) складаються з двох

частин – аналогової та цифрової (рис. 6.3).

Аналогова частина ЦВТ містить перемикач полярності П,

масштабний підсилювач МП, перетворювач напруги в інтервал

часу ПНЧ, блок опорної напруги E₀та блок керування

аналоговою частиною БКА. Ця частина екранована та

гальванічно розділена з його цифровою частиною з допомогою

блока гальванічного розділення БГР. Цифрова частина

складається з блока керування БК, блока корекції адитивної

похибки БАП, блока цифрової лінеаризації БЦЛ та блока

відображення інформації БВІ.

Рис. 6.3. Структурна схема ЦВТ з термоелектричним перетворювачем

Результат вимірювання визначається з аналітичного виразу

N

=

2Tf K K

e +U

T CK , (6.8)

X

П ЦЛ

E₀

де T - тривалість часу інтегрування вхідної напруги; f₀ -

опорна частота;

K П ^-коефіцієнт передачі масштабного

підсилювача МП; E₀ - опорна напруга АЦП; K ЦЛ ^-коефіцієнт

перетворення блока цифрової лінеаризації; U_CK - вихідна

напруга розбалансу мостової схеми компенсації СК.

Деякіаспектиновихнапрямківтермометрії

Термошумовий

метод

вимірювань

температури

грунтується на рівнянні Найквіста, яке встановлює зв'язок між

напругою теплових шумів, що виникають в резисторі, і його

термодинамічною температурою:

U_.= 4kTR f ,

Читайте також:

1. Аналіз двотактних перетворювачів напруги
2. Важливою ознакою класифікації є принцип побудови перетворювачів кодів, згідно з яким їх можна поділити на чотири групи.
3. Вимірювальні кола взаємоіндуктивних перетворювачів
4. Вимірювальні кола ємнісних перетворювачів
5. Вимірювальні кола реостатних перетворювачів
6. ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ В СТАТИЧНИХ РЕЖИМАХ
7. Огляд, ремонт і випробування перетворювачів
8. Особливості побудови силових перетворювачів
9. Перетворювачів
10. Порівняльний аналіз двотактних та однотактних перетворювачів
11. Системи керування імпульсних перетворювачів

Переглядів: 784