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



Контакти
 


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






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: 1441

<== 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: 0.004 сек.