Temperatūra ir viens no svarīgākajiem fizikālajiem parametriem. Ir svarīgi to mērīt un kontrolēt gan ikdienā, gan ražošanā. Šim nolūkam ir pieejamas daudzas īpašas ierīces. Pretestības termometrs ir viens no izplatītākajiem instrumentiem, ko plaši izmanto zinātnē un rūpniecībā. Šodien mēs izskaidrosim, kas ir pretestības termometrs, tā priekšrocības un trūkumus, kā arī izpratīsim dažādus modeļus.
Saturs
Piemērošanas joma
Pretestības termometrs - Pretestības termometrs ir ierīce cietu, šķidru un gāzveida vielu temperatūras mērīšanai. To izmanto arī cietu vielu masas temperatūras mērīšanai.
To vieta pretestības termometrs atrodams gāzes un naftas ieguves, metalurģijas, enerģētikas, komunālo pakalpojumu un daudzās citās nozarēs.
SVARĪGI! Pretestības termometrus var izmantot gan neitrālās, gan agresīvās vidēs. Tas veicina instrumenta plašu izmantošanu ķīmiskajā rūpniecībā.
Lūdzu, ņemiet vērā! Temperatūras mērīšanai rūpniecībā tiek izmantoti arī termopāri, vairāk par tiem lasiet šajā sadaļā mūsu rakstā par termopāriem.
Sensoru veidi un to specifikācijas
Temperatūras mērīšana ar pretestības termometru notiek, izmantojot vienu vai vairākus pretestības sensorus un savienojot vadiTie ir iekapsulēti aizsargapvalkā.
RTD tiek klasificēti atkarībā no sensora tipa.
Metāla pretestības termometrs saskaņā ar GOST 6651-2009
Saskaņā ar GOST 6651-2009 Pastāv metālisko pretestības termometru grupa, t. i., TS, kuru jutīgais elements ir neliels rezistors, kas izgatavots no metāla stieples vai plēves.
Platīna temperatūras mērītāji
Platīna RTD tiek uzskatīti par visizplatītākajiem no pārējiem tipiem, tāpēc tie bieži tiek uzstādīti svarīgu parametru kontrolei. Temperatūras mērīšanas diapazons ir -200 °C līdz 650 °C. Raksturīgā līkne ir tuva lineārajai funkcijai. Viens no izplatītākajiem veidiem ir Pt100 (Pt ir platīns, 100 nozīmē 100 omus pie 0 °C.).
SVARĪGI! Šīs ierīces galvenais trūkums ir augstās izmaksas, jo sastāvā tiek izmantots dārgmetāls.
Niķeļa pretestības termometri
Niķeļa pretestības termometrus ražošanā gandrīz nekad neizmanto, jo to temperatūras diapazons ir šaurs (no -60 °C līdz 180 °C) un darbības sarežģītību, tomēr jāatzīmē, ka tiem ir visaugstākais temperatūras koeficients. 0,00617 °С-1.
Šos sensorus agrāk izmantoja kuģu būvē, bet tagad šajā nozarē tos ir aizstājuši platīna temperatūras sensori.
Vara sensori (TCM)
Šķiet, ka vara sensoriem ir vēl šaurāks uztveršanas diapazons nekā niķeļa sensoriem (tikai no -50 °C līdz 170 °C), tomēr tie ir populārākais sensoru veids.
Noslēpums ir zemās īpašumtiesību izmaksas. Vara sensori ir vienkārši un nepretenciozi lietojami, un tie ir lieliski piemēroti zemas temperatūras vai saistīto parametru, piemēram, darbnīcas gaisa temperatūras, mērīšanai.
Tomēr šādas ierīces kalpošanas laiks ir īss, un vara temperatūras sensora vidējā cena nav pārāk zema (aptuveni 1 tūkstotis rubļu).
Termiskie rezistori
Termorezistori ir pretestības termometri, kuru jutīgais elements ir izgatavots no pusvadītāja. Tas var būt oksīds, halogenīds vai cita viela ar amfotēriskām īpašībām.
Šīs ierīces priekšrocība ir ne tikai tās augstais temperatūras koeficients, bet arī iespēja nākotnes izstrādājumu veidot jebkurā formā (no plānām caurulītēm līdz vairāku mikronu garām). Parasti termistori ir paredzēti temperatūras mērīšanai. no -100 °C līdz +200 °C..
Tiek izšķirti divu veidu termistori:
- Termistori - ir negatīvs pretestības temperatūras koeficients, t. i., kad temperatūra paaugstinās, pretestība samazinās;
- Pozistori - ir pozitīvs pretestības temperatūras koeficients, t. i., palielinoties temperatūrai, palielinās arī pretestība.
Pretestības termometru kalibrēšanas tabulas
Graduācijas tabulas ir kopsavilkuma tabula, pēc kuras var viegli noteikt, pie kādas temperatūras termometram būs noteikta pretestība. Šādas tabulas palīdz mērinstrumentu tehniķim novērtēt izmērītās temperatūras vērtību pēc noteiktas pretestības vērtības.
Šajā tabulā ir īpaši RTD apzīmējumi. Tos var redzēt augšējā rindā. Skaitlis norāda sensora pretestības vērtību 0°C temperatūrā, bet burts - metālu, no kura tas ir izgatavots.
Tiek izmantots metāla apzīmējums:
- P vai Pt - platīna
- М - vara;
- N - niķeļa.
Piemēram, 50M ir vara TC ar pretestību 50 omu pie 0 °C.
Zemāk ir termometra gradācijas tabulas fragments.
| 50M (Ohm) | 100M (Ohm) | 50P (Ohm) | 100P (Ohm) | 500P (Ohm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °С | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °С | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °С | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
Tolerances klase
Tolerances klasi nedrīkst sajaukt ar precizitātes klasi. Izmantojot termometru, mēs nemērām un neredzam mērījuma rezultātu tieši, bet faktiskajai temperatūrai atbilstošo pretestības vērtību pārsūtām uz barjerām vai sekundārajiem instrumentiem. Tāpēc ir ieviests jauns termins.
Tolerances klase ir starpība starp faktisko ķermeņa temperatūru un izmērīto temperatūru.
Ir 4 TC precizitātes klases (Precizitātes klases no visprecīzākajām līdz tām, kurās ir vislielākā nenoteiktība.):
- AA;
- А;
- B;
- С.
Šeit ir izvilkums no pielaides klašu tabulas, pilnu versiju varat apskatīt šeit. GOST 6651-2009.
| Precizitātes klase | Pielaide, °C | Temperatūras diapazons, °C | ||
|---|---|---|---|---|
| Vara TS | Platīna TS | Niķelis TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | 50 °C līdz +250 °C | - |
| А | ±(0,15+0,002 |t|) | no -50 °C līdz +120 °C | 100 °C līdz +450 °C | - |
| В | ± (0,3 + 0,005 |t|) | no -50 °C līdz +200 °C | -195 °C līdz +650 °C | - |
| С | ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180 °C līdz +200 °C | -195 °C līdz +650 °C | -60 °C līdz +180 °C |
elektroinstalācijas shēma
Lai noskaidrotu pretestības vērtību, tā ir jāmēra. To var izdarīt, iekļaujot to mērīšanas ķēdē. Kopumā tiek izmantotas 3 dažādas shēmas, kas atšķiras pēc vadu skaita un mērījumu precizitātes:
- 2 vadu ķēde. Tas ietver minimālu vadu skaitu un tāpēc ir lētākais variants. Tomēr, izvēloties šo shēmu, netiks panākta optimāla precizitāte - termometra pretestība tiks pieskaitīta izmantoto vadu pretestībai, kas radīs kļūdu, kura ir atkarīga no vadu garuma. Rūpniecībā šāda shēma tiek izmantota reti. To izmanto tikai tādos mērījumos, kur precizitāte nav svarīga un zonde atrodas sekundārā devēja tiešā tuvumā. 2 vadu ķēde attēlots kreisajā attēlā..
- 3 vadu ķēde. Atšķirībā no iepriekšējās versijas šeit ir pievienots papildu vads, kas savienots ar vienu no diviem pārējiem mērīšanas vadiem. Tās galvenais mērķis ir ir iespēja iegūt savienoto vadu pretestību. un atņemiet šo vērtību (kompensēt) no sensora izmērītās vērtības. Papildus pamatmērījumiem sekundārā ierīce papildus mēra pretestību starp noslēgtajiem vadiem, tādējādi iegūstot savienojuma vadu pretestības vērtību no sensora uz barjeru vai sekundāro ierīci. Tā kā vadi ir slēgti, šai vērtībai vajadzētu būt nullei, bet patiesībā vadu garuma dēļ šī vērtība var sasniegt vairākus omus. Pēc tam šo kļūdu atņem no izmērītās vērtības, iegūstot precīzāku nolasījumu, kompensējot vadu pretestību. Šo savienojumu izmanto vairumā gadījumu, jo tas ir kompromiss starp nepieciešamo precizitāti un pieņemamu cenu. 3 vadu ķēde ir attēlots centrālajā zīmējumā.
- 4 vadu ķēde. Mērķis ir tāds pats kā 3 vadu shēmai, bet kļūdas kompensācija tiek nodrošināta abiem mērīšanas vadiem. Trīs vadu ķēdē tiek pieņemts, ka abu testa vadu pretestības vērtība ir vienāda, taču faktiskā vērtība var nedaudz atšķirties. Četru vadu ķēdē pievienojot vēl vienu ceturto vadu (īssavienots ar otro mērīšanas vadu.), ir iespējams iegūt tās pretestības vērtību atsevišķi un gandrīz pilnībā kompensēt visu vadu pretestību. Tomēr šī shēma ir dārgāka, jo ir nepieciešams ceturtais vadītājs, tāpēc tā būtu jāizmanto uzņēmumos, kuriem ir pietiekami daudz līdzekļu, vai mērīšanas lietojumos, kur nepieciešama lielāka precizitāte. 4 vadu savienojuma shēma attēlā pa labi redzams.
Lūdzu, ņemiet vērā! Pt1000 pretestība jau ir 1000 omu pie nulles grādiem. Tos var redzēt, piemēram, uz tvaika caurules, kur izmērītā temperatūra ir 100-160 °C, kas atbilst aptuveni 1400-1600 omiem. Vadu pretestība atkarībā no to garuma ir aptuveni 3-4 Ω, t. i., tiem nav gandrīz nekādas ietekmes uz kļūdu, un nav lielas jēgas izmantot trīs vai četru vadu savienojumu.
Pretestības termometru priekšrocības un trūkumi
Tāpat kā jebkurai ierīcei, arī pretestības termometru izmantošanai ir vairākas priekšrocības un trūkumi. Apskatīsim tos.
Priekšrocības:
- Praktiski lineāra raksturojums;
- mērījumi ir diezgan precīzi (neprecizitāte ne vairāk kā 1 °C.);
- daži modeļi ir lēti un viegli lietojami;
- ierīču savstarpēja aizvietojamība;
- darbības stabilitāte.
trūkumi:
- mazs mērījumu diapazons;
- samērā zema temperatūras robeža;
- Nepieciešamība izmantot īpašas elektroinstalācijas shēmas, lai nodrošinātu lielāku precizitāti, kas palielina ieviešanas izmaksas.
Pretestības termometrs ir izplatīta ierīce gandrīz visās rūpniecības nozarēs. Ir viegli mērīt zemas temperatūras, neuztraucoties par rādījumu precizitāti. Termometrs nav īpaši izturīgs, taču saprātīgā cena un vienkāršā sensora nomaiņa kompensē šo nelielo trūkumu.
Saistītie raksti:
