Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Вимірювання температури

Області використання датчиків

Більшість датчиків з перетворювачем, що використовуються в системах керування, генерують аналоговий сигнал. Як правило, при керуванні вимірюються наступні фізичні величини:

· Електричні і магнітні характеристики

· Параметри переміщення

· Сила, момент і тиск

· Температура

· Рівень заповнення ємкості, Витрачання

· Щільність, в’язкість, консистенція

· Концентрація (газу, рідини, розчинених і зважених речовин)

· Хімічна чи біохімічна активність

Велика кількість процесів регулюються температурою, наприклад:

· регулювання опалення на основі вимірювання температури теплоносія на вході і на виході, а також температури в приміщенні і зовнішньої температури;

· регулювання температури води в пральній машині;

· регулювання температури електропраски, електроплитки, духовки, тощо.

Шляхом виміру температури можна посередньо визначити і інші параметри, наприклад потік, рівень, тощо. При використанні такого роду датчиків температура вимірюється, як правило, на основі залежності електричного опору від температури. В залежності від того, зростає чи знижується електроопір датчика при зростанні температури, розрізняють напівпровідникові датчики відповідно з позитивним чи негативним температурним коефіцієнтом опору (ТКС).

При вимірюванні температури є два варіанти взаємодії датчика з об’єктом:

1) термометрична взаємодія, тепло від об’єкта передається датчику через середовище шляхом теплопровідності або конвекції.

2) тепло передається через випромінювання (радіаційна пірометрія).

Залежність властивостей багатьох матеріалів від температури не завжди являється недоліком – з таких матеріалів виготовлюються датчики температури. Конструкція вибирається таким чином, щоб підсилити температурну залежність якої-небудь електричної характеристики. Ця залежність, як правило, являється нелінійною, що утворює додаткові труднощі при її застосуванні.

Як правило, застосовуються три типи датчиків температури:

· термоелементи;

· резистивні детектори температури;

· термістори;

· напівпровідникові сенсори температури.

Таблиця 1.

Типи датчиків температури

Термопари РДТ Термістори Напівпровідникові датчики температури
Самий широкий діапазон температур (-184˚С до 2300˚С) Діапазон: -200˚С до 850˚С Діапазон: 0˚С до 100˚С Діапазон: -55 Діапазон: -200˚С до 850˚С до 150˚С
Висока точність і повторюваність Висока лінійність Низька лінійність Лінійність: 1˚С Точність: 1˚С
Необхідність компенсації холодного спаю Потрібне зовнішнє живлення Потрібне зовнішнє живлення Потрібне зовнішнє живлення
Низька вихідна напруга Низька вартість Висока чутливість Вихідний сигнал близько 10 мВ/˚С

Термопари (Термоелементи)

Термопара – це два провідника (термоелектрода), виготовлені з різних металів і сплавів, спаяні (зварені) в одній точці. Чутливість термопар до температури заснована на термоелектричному ефекті (ефекті Сібека (Seebeck), по імені винайденим його в 1821 році дослідника), при якому використовується з’єднання двох матеріалів (металів і сплавів). Коли кінці провідника знаходяться при різних температурах, між ними виникає різниця потенціалів, пропорційна до різниці температур (термоерс). Розміщуючи спай з металів з різними термоерс в середовище з температурою Т1, а інші кінці провідників при температурі Т2, то на кінцях провідників отримається напруга, пропорційна до різниці температур Т1 і Т2.

Рис. 2.2. Принцип роботи термоелемента. Якщо температури точок А і В різняться, то по замкнутому ланцюгу циркулює струм. Точка А відповідає “гарячому” спаю, а В і С холодному.

 

Залежності U(T) для різних матеріалів відомі, що дозволяє визначати T через U. Якщо один спай занурити, наприклад, в лід що тане (0°С), а інший ввести в контакт з об’єктом вимірювання, то між ними з’являється термо-ЕРС, яку можна виміряти, і яка складає 7…75 мкВ/°С.

Часто одночасно використовується два спаї (диференційна термопара), один з яких знаходиться при відомій (опорній) температурі, а другий вимірює температуру об’єкту і називається чутливим або вимірювальним.

 

Таблиця 2.

Параметри термопар.

Матеріали контакту №1 Матеріали контакту №2 Типовий температурний діапазон (˚С) Номінальна чутливість (мкВ/˚С) Позначення за ANSI
Платина Pt + родій Rh (6%) Платина Pt + родій Rh (30%) від 38 до 1800 7.7 B
Вольфрам W + реній Re (5%) Вольфрам W + реній Re (26%) від 0 до 2300 С
Хромель (Ni+Cr) Константан (Cu+Ni) від 0 до 982 E
Залізо Fe Константан (Cu+Ni) від 0 до 760 J
Хромель (Ni+ Cr) Алюмель (Ni+Al) від -184 до 1260 K
Хромель (Ni+ Cr) Копель (Ni+Cu+ Fe) від -184 до 600 L
Платина Pt + родій Rh (13%) Платина Pt від 0 до 1593 11.7 R
Платина Pt + родій Rh (10%) Платина Pt від 0 до 1538 10.4 S
Мідь Константан від -184 до 400 T

Резистивні детектори температури (RTD)

Резистивні датчики засновані на зміні опору провідників при зміні температури (при підвищенні температури опір збільшується). Для точного виміру температури в діапазоні від -200 до +850°С частіш за все використовують датчики температури з нікелю чи платини. Електричний опір металевих провідників змінюється згідно рівнянню:

,

де – опір при 0°С (тобто при 273 К),

– опір при температурі ,

α - температурний коефіцієнт опору (платини α=0.004 [°C-1]).

Рис. 2.3. Температурна характеристика опору термістора і резистивного детектора температури (RTD)

 

В якості матеріалу часто використовується платина завдяки високій хімічній стійкості, стійкості до високих температур. Може бути використана при температурах від -220˚С до +1050˚С.


Читайте також:

  1. Автоматизація водорозподілу на відкритих зрошувальних системах. Методи керування водорозподілом. Вимірювання рівня води. Вимірювання витрати.
  2. Алгоритм розрахунку температури поверхні чипу ІМС процесора
  3. Алфавітний підхід до вимірювання кількості інформації.
  4. В якості критеріїв для оцінки або вимірювання предмета завдання з надання впевненості не можуть використовуватись очікування, судження або власний досвід аудитора.
  5. Вертикальний градієнт температури
  6. Визначення параметрів і показників для вимірювання кожного процесу та націлення їх на величини
  7. Визначення температури на поверхні ізоляції принадземномупрокладанні та при прокладанні трубопроводів в приміщенні.
  8. Вимірювання
  9. Вимірювання PCO2.
  10. Вимірювання активної потужності у трифазних електричних колах
  11. Вимірювання величини виробничого потенціалу підприємства на базі поелементного підходу.
  12. Вимірювання витрат за перепадом тиску




Переглядів: 1541

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Фізичний принцип дії датчиків | Радіаційна пірометрія

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

  

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.015 сек.