• 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

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 (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.

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: 1537