Схема подключения термометра сопротивления

В этой статье мы подробно попытаемся рассмотреть все вопросы связанные с термопреобразователями (термопарами и термосопротивлениями) их выбором и эксплуатацией. Основные вопросы, которые мы рассмотрим в рамках данной статьи :
1. Что такое термопары и термометры сопротивления (термосопротивления) ?
2. Какие бывают термосопротивления ?
3. Как выбрать термосопротивление ?
4. Что такое КТСП ?
5. Какие бывают термопары ?
6. Как выбрать термопару ?
7. Какая бывает арматура для монтажа датчиков ?
8. Какой термодатчик лучше купить ?
9. На что обратить внимание при покупке датчиков ?

Уважаемые читатели !
Данная статья не претендует на звание «Основного академического труда по термопреобразователям» и ставит своей основной целью ознакомить Вас c общими знаниями и терминами, необходимыми для корректного приобретения данного типа изделий. В качестве образца написания используется маркировка ПО ОВЕН.

Содержание

Что такое термопары и термосопротивления ?

Термопреобразователи — это устройства предназначенные для преобразования температуры в электрический сигнал, для его последующей обработки с помощью электроизмерительных приборов. Основными типами термопреобразователей являются термосопротивления и термопары.
Термосопротивления ( термопреобразователи сопротивления, термометры сопротивления) — это датчики, принцип действия которых основан на свойстве проводника менять электрическое сопротивление пропорционально изменению температуры окружающей среды. Конструкция этих датчиков представляет чувствительный элемент из тонкой медной или платиновой проволоки находящийся в защитном корпусе.
Термопары (преобразователи термоэлектрические) — это датчики, принцип действия которых основан на возникновении термоэлектродвижущей силы в месте соединения двух проводников с разными термоэлектрическими свойствами. Значение термоЭДС зависит от разности температур спая и холодных концов термопары.
Визуально отличить термопару и термосопротивление очень сложно, поэтому специалисты сразу ищут шильдик на датчике или документацию на изделие и по маркировке понимают, о каком типе датчика идет речь. Если заводской шильдик отсутствует и документация утеряна, то без электроизмерительных приборов даже специалист может ошибиться с типом датчика. Почему мы акцентируем на этом Ваше внимание? Все очень просто. Большинство приборов, котлов, агрегатов работают только с одним типом датчика : или термосопротивлениями, или термопарами, поэтому ошибка при покупке приводит к приобретению товара который некуда поставить и как следствие — происходит потеря Ваших денег и времени.

Какие бывают термосопротивления?

По типу чувствительного элемента термосопротивления бывают :

— ТСМ с чувствительным элементом из меди;
— ТСП с чувствительным элементом из платины.
Датчики ТСМ, в своем большинстве, имеют с градуировкой 50М и 100М. Датчики ТСП , в основном, встречаются с градуировками 50П, 100П, Pt100, Pt500, Pt1000 Бывают и другие варианты градуировок, для понимания сути вопроса это не критично.
Итак, данные сокращения расшифровываются следующим образом :

— 50М означает медный датчик с сопротивлением 50 Ом при температуре 0 градусов ;
— 100М означает медный датчик с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 градусов ;
— 50П, Pt50 означает платиновый датчик с сопротивлением 50 Ом при температуре 0 градусов ;
— 100П,Pt100 означает платиновый датчик с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 градусов ;
— Pt500 означает платиновый датчик с сопротивлением 500 Ом при температуре 0 градусов ;
— Pt1000 означает платиновый датчик с сопротивлением 1000 Ом при температуре 0 градусов ;
то есть в этом коде указывается материал чувствительного элемента и сопротивление при 0 градусов Цельсия.

По конструкции термометры сопротивления бывают :

— с кабельным выводом ;
— с коммутационной головкой.

Термопреобразователь с кабельным выходом Термопреобразователь с коммутационной головкой

По количеству чувствительных элементов термосопротивления бывают :

— с одним элементом (стандартное исполнение);
— с двумя чувствительными элементами.

По схеме внутреннего соединения проводников термосопротивления бывают :

— двухпроводные (стандартное исполнение) ;
— трехпроводные ;
— четырехпроводные .

Электрические схемы двух-, трех- и четырехпроводных датчиков температуры :

Количество чувствительных элементов Схема внутреннего соединения Электрическая схема датчика
Один двухпроводная

трехпроводная

четырехпроводная

Два двухпроводная
трехпроводная
четырехпроводная

По типу класса допуска термосопротивления бывают :

— класса А (+-0,15С+0,002Т) ;
— класса В (+-0,3С+0,005Т) ;
— класса С (+-0,5С+0,0065Т).
Класс допуска показывает допустимое отклонение температуры для датчика.

По исполнению коммутационной головки термосопротивления бывают :

— с пластмассовой головкой (исполнение по умолчанию) ;
— с металлической головкой (при заказе в конце марки датчика добавляется код МГ) ;
— с увеличенной пластмассовой головкой (при заказе в марке к модели добавляется код Л ) ;
— с увеличенной металлической головкой (при заказе в марке к модели добавляется код Л и в конце марки датчика добавляется код МГ) .
Увеличенная головка применяется для встраивания в датчик нормирующего преобразователя тока НПТ, что превращает обычное термосопротивление в преобразователь температуры с токовым выходом 0..20 или 4..20 мА.

Конструктивное
исполнение

Стандартное исполнение

Увеличенное исполнение

Со встроенным НПТ-3

Пластмассовые
головки

Металлические
головки

По типу защиты термометры сопротивления бывают :

— обычные
— взрывозащищенные.
По цене обычно взрывобезопасные датчики дороже в 2 раза обычных.

3. Как выбрать термосопротивление ?

Для выбора корректного подбора термосопротивления используются таблицы, с помощью которых можно сначала визуально выбрать вид датчика, а по нему выбрать модель.

Маркировка термопреобразователей сопротивления с кабельным выводом :

Термосопротивления с кабельным выводом

Конструктивные исполнения термопреобразователей сопротивления с кабельным выводом :

Маркировка термопреобразователей сопротивления с коммутационной головкой :

Термосопротивления с клеммной головкой

Конструктивные исполнения термопреобразователей сопротивления с коммутационной головкой :

Маркировка термопреобразователей сопротивления для систем вентиляции и кондиционирования :

Термосопротивления для систем HVAC

Конструктивные исполнения термопреобразователей сопротивления для систем вентиляции и кондиционирования :

Чертеж Модель Чувствительный
элемент
Длина монтажной
части, мм
Степень
защиты
3014 Pt 1000
Pt 500
Pt 100
50 мм IP67
3194 250 мм IP67
3105 70 мм
120 мм
220 мм
IP54
3015 200 мм IP54
3005 Pt 1000
Pt 500
Pt 100
50M
IP54
3225 Pt 1000
Pt 500
Pt 100
50M
IP54

4. Что такое КТСП ?

КТСП — это комплект термопреобразователей сопротивления, состоящий из двух платиновых термосопротивлений с подобранными характеристиками расхождения значений температуры, и предназначенный для измерения температуры или разности температур в прямом и обратном трубопроводе и узлах учета теплоносителя. Обычно КТСП рекомендуется покупать совместно с вычислителями количества тепла и расходомерами.

5. Какие бывают термпопары ?

По материалу термоэлектродов термопары бывают пяти типов:

— хромель-алюмель (ДТПК или ТХА);
— хромель-капель (ДТПL или ТХК);
— нихросил-нисил (ДТПN или ТНН);
— железо-константан (ДТПJ или ТЖК);
— платина-платинородий (ДТПS или ТПП).

По конструкции термопары бывают :

— с кабельным выводом ;
— с коммутационной головкой.

Термопара с кабельным выходом

Термопара с коммутационной головкой

— с одним элементом (стандартное исполнение);
— с двумя чувствительными элементами.

Количество чувствительных элементов Электрическая схема датчика

Один

Два

По исполнению рабочего спая относительно корпуса термопары бывают :

— с изолированным рабочим спаем
— с неизолированным рабочим спаем.

По исполнению коммутационной головки термопары бывают :

— с пластмассовой головкой (исполнение по умолчанию) ;
— с металлической головкой (при заказе в конце марки датчика добавляется код МГ) ;
— с увеличенной пластмассовой головкой (при заказе в марке к модели добавляется код Л ) ;
— с увеличенной металлической головкой (при заказе в марке к модели добавляется код Л и в конце марки датчика добавляется код МГ) .
Увеличенная головка применяется для встраивания в датчик нормирующего преобразователя тока НПТ, что превращает обычную термопару в преобразователь температуры с токовым выходом 0..20 или 4..20 мА.

Конструктивное
исполнение

Стандартное исполнение

Увеличенное исполнение

Со встроенным НПТ-3

Пластмассовые
головки

Металлические

головки

Для моделей 015-105, 185-215, 265
(поставка по умолчанию)

Для моделей 115-165, 225, 275,
285, 295, 365 (поставка по умолчанию)

Для моделей 115-165, 225 — с защелкой
(поставка под заказ)

По типу защиты термопары бывают :

— обычные
— взрывозащищенные.
По цене обычно взрывобезопасные датчики дороже в 2 раза обычных.

6. Как выбрать термопару ?

Для корректного подбора термопары используются таблицы, с помощью которых можно сначала по чертежу выбрать датчик, потом по таблице выбрать модель и заказать необходимый тип термоэлектрического термопреобразователя.

Маркировка термоэлектрических термопреобразователей с кабельным выводом :

Термопары с кабельным выводом

Маркировка термоэлектрических термопреобразователей с кабельным выводом на основе КМТС:

— общая маркировка ( исключая серии 264, 274) :
— для серий 264 , 274 :

Конструктивные исполнения термопар с кабельным выходом :

Маркировка термоэлектрических термопреобразователей с коммутационной головкой :

Термопары с коммутационной головкой

Маркировка термоэлектрических термопреобразователей с коммутационной головкой на основе КМТС:

— высокотемпературные исполнения (серии 115-165, 225) :
— стандартные исполнения (серии 275-295, 365) :

Конструктивные исполнения преобразователей термоэлектрических с коммутационной головкой :

7. Какая бывает арматура для монтажа датчиков ?

Арматуру для монтажа термопар и термометров сопротивления можно разделить на защитные гильзы и бобышки.

Бобышка БП

Гильза ГЗ

Для выбора бобышки необходимо уточнить:
— тип (прямая или угловая),
— тип штуцера датчика,
— тип резьбы датчика,
— высоту бобышки ;
— материал стали бобышки (обычно совпадает с материалом трубопровода, к которому приваривается бобышка).
Для выбора гильзы необходимо уточнить :
— условное давление в трубопроводе;
— тип внешней резьбы (совпадает с резьбой бобышки);
— тип внутренней резьбы (совпадает с резьбой датчика);
— длину монтажной части датчика.

Маркировка бобышек БП:

Бобышки

Конструктивные исполнения бобышек Б.П

Примечание. Бобышка поставляется в комплекте с негорючей прокладкой из алюминиевого сплава АД1, которая обеспечивает герметизацию системы при монтаже датчика.

Маркировка гильз ГЗ:

Гильзы защитные

Конструктивные исполнения гильз ГЗ.16

Конструктивные исполнения гильз ГЗ.25

Условия применения преобразователей с защитной гильзой из материала сталь 12Х18Н10Т

Датчики температуры

8. Какой термодатчик лучше купить ?

Термосопротивления и термопары являются первичным прибором и не могут работать самостоятельно без вторичных приборов, которые будут собирать данные с термопреобразователя. Поэтому при выборе датчика необходимо убедиться, что датчик который Вы подобрали подходит как по техническим параметрам (температура, габариты, резьбы и т.д.), так и без проблем согласуется со вторичным прибором. Это самая часто встречаемая ошибка при подборе датчика — покупатель проверил все параметры, купил датчик, а прибор с которым он должен работать не понимает этот тип датчика. Как результат необходимо менять датчик или прибор, а это гарантированная потеря денег и времени.
Если все параметры подобраны правильно, то покупка датчика не отличается от покупки любого другого товара.

9. На что обратить внимание при покупке датчиков ?

При покупке датчиков температуры необходимо обратить внимание на несколько вещей:

— авторитетный изготовитель датчиков ;
— наличие паспорта и сертификата на датчик ;
— датчик должен быть новый ;
ВНИМАНИЕ!!!
Датчики температуры являются средствами измерения, поэтому после изготовления проходят первичную заводскую поверку.
Если датчик покупается не для собственных нужд, а будет использоваться на подведомственных объектах, то необходимо уточнить :
— дату изготовления т.к. до сих пор есть много любителей продавать неликвиды которые обманывают невнимательных покупателей. ( например : датчик выпущенный 1985 году, но не бывший в эксплуатации — он новый) );
— все технические параметры (температура, градуировка, строительная длина, толщина датчика, тип резьбы и т.д.);
— надежный поставщик ;
— хорошая цена ;
— удобная доставка.

Терморезистор, имеющий разновидности под названиями термистор или позистор — это радиоэлектронная деталь, сопротивление, принцип работы которого состоит в изменении его электрического сопротивления в зависимости от температуры.

Терморезистор изготавливается на основе полупроводниковых материалов, реагирующих на изменения температуры и данный материал должен обладать высоким ТКС (температурным коэффициентом сопротивления).

Температурный коэффициент электрического сопротивления — величина, равная относительному изменению электрического сопротивления участка электрической цепи или удельного сопротивления вещества при изменении температуры на единицу.

В принципиальных схемах терморезистор обозначается так:

Конструктивно терморезисторы выглядят по разному.

Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1–10 мкм до 1–2 см.

Разновидность терморезистора — термистор (NTC — термистор) имеет отрицательный ТКС и с увеличением температуры его электрическое сопротивление уменьшается.

Другая разновидность терморезистора — позистор (PTC — термистор) имеет положительный ТКС и с увеличением температуры его электрическое сопротивление соответственно увеличивается.

Терморезисторы применяются в схемах разнообразных электронных устройств, где есть необходимость контролировать температурный режим работы и регулировать его с помощью изменения электрического сопротивления.

Терморезисторы c «отрицательным сопротивлением» применяются в качестве пусковых реле, реле времени, в системах измерения и контроля мощности, системах теплового контроля и пожарной сигнализации.

Терморезисторы с «положительным сопротивлением» используются в схемах контроля за изменением температуры и компенсации параметров электрического тока или напряжения электрических цепей, возникших вследствие изменения температуры.

Для проверки работоспособности терморезистора нам понадобится ампервольтомметр или мультиметр. Подсоединяемся щупами прибора к проверяемому терморезистору, измеряем сопротивление.

В нормальном состоянии терморезистор имеет номинальное сопротивление, однако при нагревании его сопротивление будет либо уменьшаться, либо увеличиваться. На картинке представлена проверка термистора, при увеличении температуры его сопротивление уменьшается от 5,1 Ома до 2,7 Ома.

Успехов Вам! Да прибудет с Вами умение!

Термометрия относится к наиболее простым и эффективным методам измерений. Она основана на том, что физические свойства материала меняются в зависимости от температуры. В частности, измеряя сопротивление металла, сплава или полупроводникового элемента, можно определить его температуру с высокой степенью точности. Датчики такого типа называются термоэлектрическими или термосопротивлениями. Предлагаем рассмотреть различные виды этих устройств, их принцип работы, конструкции и особенности.

Виды термодатчиков

Наиболее распространенными считаются следующие типы термометров сопротивления (далее ТС):

  1. Полупроводниковые датчики. Отличительные особенности этих приборов заключается в высокой точности и стабильной чувствительности, а также в возможности измерения быстротечных процессов. Благодаря низкому измерительному току имеется возможность работы со сверхнизкими температурами (до -270°С). Пример конструкции полупроводникового ТС. Конструкция термистора

Обозначения:

  • А – Выводы измерителя.
  • В – Стеклянная пробка, закрывающая защитную гильзу.
  • С – Защитная гильза, наполненная гелием.
  • D – Электроизоляционная пленка, покрывающая внутреннюю часть гильзы.
  • E – Полупроводниковый чувствительный элемент (далее ЧЭ), в приведенном примере это германий, легированный сурьмой.
  1. Металлические датчики. У таких измерителей в качестве ЧЭ выступает проволочный или пленочный резистор, помещенный в керамический или металлический корпус. Металл, используемый для изготовления чувствительного элемента, должен быть технологичен и устойчив к окислению, а также обладать достаточным температурным коэффициентом. Таким критериям практически идеально отвечает платина. Там, где не столь высокие требования к измерениям, может использоваться никель или медь. В качестве примера можно привести термодатчики: PT1000, PT500, ТСП 100 П, ТСП pt100, ТСП 50П, ТСМ 296, ТСМ 045, ТС 125, Jumbo, ДТС Овен и т.д.

Расшифровка аббревиатур

Чтобы не возникало вопросов, что такое ТСМ, приведем расшифровку этой и других аббревиатур:

  • ТСМ это термометр сопротивления (ТС), в чувствительном элементе (ЧЭ) которого используется медная проволока (М).
  • ТСП, в применяется платиновый (проволока из платины) ЧЭ.
  • КТС б – обозначение комплекта из нескольких платиновых ТС., позволяющих провести многозонные измерения, как правило, монтаж таких устройств производится на вход и выход системы отопления, чтобы установить разность температур.
  • ТПТ – технический (Т) платиновый термометр (ПТ).
  • КТПТР – комплект из ТПТ приборов, буква «Р» в конце указывает, что может производиться не только измерение разницы температур между различными датчиками.
  • ТСПН – «Н» в конце ТСП, обозначает, что датчик низкотемпературный.
  • НСХ – под данным сокращением подразумевается «номинальная статическая характеристика», соответствующая стандартной функции «температура-сопротивление». Достаточно посмотреть таблицу НСХ для pt100 или любого другого датчика (например, pt1000, rtd, ntc и т.д.), чтобы иметь представление о его характеристиках.
  • ЭТС – эталонные приборы, служащие для калибровки датчиков.

Чем отличается термосопротивление от термопары?

Схема термопары, ее конструкция, а также принцип работы существенно отличается от термометра сопротивления, расскажем об этом простыми словами. У устройства pt100, а также других датчиков, принцип действия основан на сопоставимости между изменением температуры металла и его сопротивлением.

Принцип термопары построен на различных свойствах двух металлов собранных в единую биметаллическую конструкцию. Устройство, подключение, назначение термопары, а также описание погрешности этих приборов будет рассмотрено в отдельной статье.

Сейчас достаточно понимать, что термопара и ТСП, например pt100, это совершенно разные приборы, отличающиеся принципом работы.

Платиновые измерители температуры

Учитывая распространенность металлических датчиков, имеет смысл привести краткое описание этих устройств, чтобы наглядно показать сравнительные характеристики различных видов, особенности, а также описать сферу применения.

В соответствии с нормами ГОСТ 6651 2009 и МЭК 60751, у рабочих приборов данного типа значение температурного коэффициента должно быть 0,00385°С-1, эталонных – 0,03925°С-1. Диапазон измеряемой температуры: от-196,0°С до 600,0°С. К несомненным достоинствам следует отнести высокий коэффициент точности, близкую к линей характеристику «Температура-сопротивление», стабильные параметры. Недостаток – наличие драгметаллов увеличивает стоимость конструкции. Необходимо заметить, что современные технологии позволяют минимизировать содержание этого металла, что делает возможным снижение стоимости продукции.

Основная область применения – контроль температуры различных технологических процессов. Например, такой прибор может быть установлен в трубопроводе, в котором плотность рабочей среды сильно зависит от температуры. В этом случае показания вихревой расходометра корректируются информацией о температуре рабочей среды.

Датчик термопреобразователь ТСП 5071 производства Элемер

Никелевые термометры сопротивления

Температурный коэффициент (далее ТК) у данного типа измерительных устройств самый высокий — 0,00617°С-1. Диапазон измеряемых температур также существенно уже, чем у платиновых ЧЭ (от -60,0°С до 180,0°С). Основное достоинство данных приборов – высокий уровень выходного сигнала. В процессе эксплуатации следует учитывать особенность, связанную с приближением температуры нагрева к точке Кюри (352,0°С), вызывающую существенное изменение параметров ввиду непредсказуемого гистерезиса.

Данные устройства практически не используются, поскольку в большинстве случаев их можно заменить приборами с медными чувствительными элементами, которые существенно дешевле и технологичнее (проще в производстве).

Медные датчики (ТСМ)

ТК медных измерительных приборов – 0,00428°С-1, диапазон измеряемых температур немного уже, чем у никелевых аналогов (от -50,0°С до 150°С). К несомненным преимуществам медных измерителей следует отнести их относительно невысокую стоимость и наиболее близкую к линейной характеристику «температура-сопротивление». Но, узкий диапазон измеряемых температур и низкие параметры удельного сопротивления существенно ограничивают сферу применения термопреобразователей ТСМ.

Внешний вид термопреобразователя ТСМ 1088 1

Но, тем не менее, медные датчики рано списывать, есть немало примеров удачных реализаций, например, ТХА Метран 2700, который предназначен как для различных видов промышленности, но также удачно используется в ЖКХ.

Учитывая, что платиновые терморезисторы наиболее востребованы, рассмотрим варианты их конструктивного исполнения.

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.

Конструктивное исполнение «Strain free»

Обозначения:

  • А – Выводы термоэлектрического элемента.
  • В – Защитный корпус.
  • С – Спираль из платиновой проволоки.
  • D – Мелкодисперсный наполнитель.
  • E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al2O3). Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева. Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.

Пример исполнения «Hollow Annulus»

Обозначения:

  • А – Выводы с ЧЭ.
  • В – Изоляция выводов ЧЭ.
  • С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
  • D – Защитный корпус датчика.
  • E – Проволока из платины.
  • F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al2O3) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.

Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Класс допуска

Согласно действующим нормам допускается определенное отклонение от линейной характеристики «температура-сопротивление». Ниже представлена таблица соответствия класса точности.

Таблица 1. Классы допуска.

Класс точности Нормы допуска

°C |t |

Диапазон измерения температуры
Платиновые датчики Медные Никелевые
Проволочные Пленочные
AA ±0,10+0,0017 -50°C …250°C -50°C …150°C x x
A ±0,15+0,002 -100°C …450°C -30°C …300°C -50°C …120°C x
B ±0,30+0,005 -196°C …660°C -50°C …500°C -50°C …200°C х
С ±0,60+0,01 -196°C …660°C -50°C …600°C -180°C …200°C -60°C …180°C

Приведенная в таблице погрешность отвечает текущим нормам.

Схемы включения ТСМ/ТСП

Существует три варианта подключения:

  • 2-х проводное (см. А на рис. 7), этот наиболее простой способ используется в тех случаях, когда точность результатов не критична. Дополнительную погрешность создает номинальное сопротивление проводников, которыми подключается датчик. Обратим внимание, что для классов точности A и AA данная схема включения неприемлема. Рисунок 7. Двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схема включения термометра сопротивления
  • 3-х проводное (В). Такой вариант обладает более высокой точностью, чем 2-х проводная схема вариант подключения. Это происходит за счет того, что появляется возможность измерить сопротивление монтажных проводов, чтобы учесть их воздействие.
  • 4-х проводное. Этот вариант позволяет полностью исключить воздействие сопротивления монтажных проводов на результаты измерений.

В измерительных приборах ТС, как правило, включен по мостовой схеме.

Пример подключения по мостовой схеме вторичного прибора (pt100) для измерения температуры воздуха

Обратим внимание, что под rл.с. в электрической схеме подразумевается сопротивление линий связи, то есть проводов, которыми подключен датчик.

Обслуживание

Информация о ТО температурного датчика указана в паспорте прибора или инструкции эксплуатации, там же приводится типовые неисправности и способы их ремонта, рекомендуемая длина кабеля для подключения, а также друга полезная информация.

Термометры сопротивления не требуют специального ТО, в задачу обслуживающего персонала входит:

  • Проверка условий, в которых эксплуатируется датчик.
  • Внешний осмотр на предмет целостности конструкции и кабельных соединений, проверка хода подвижного штуцера (если таковой имеется).
  • Помимо этого проверяется наличие пломб.
  • Проверяется заземление.

Такой осмотр должен проводиться с периодичностью один раз в месяц или чаще.

Помимо этого должна проводиться поверка приборов, с использованием эталонного датчика, например, ЭТС 100.

Платиновый эталонный ПТС (датчик ЭТС 100)

Для градуировки датчиков используются специальные таблицы, в качестве примера приведена одна из них для термосопротивления pt100. Саму методику калибровки мы приводить не будем, ее описание несложно найти в сети.

Градуировочная таблица для терморезистора pt100 (фрагмент, без указания пределов градуировки измерений)

Что касается методики поверки эталонных платиновых датчиков, то она должна производиться на специальных реперных точках.

Полупроводниковый термометр — сопротивление

Cтраница 1

Полупроводниковый термометр сопротивления обладает меньшей стабильностью, но значительно большей чувствительностью, чем металлический.  

Полупроводниковые термометры сопротивления — термисто-ры — имеют экспоненциальную зависимость сопротивления от температуры и более узкий динамический диапазон измерений — 100 С. Чувствительность термисторов на порядок выше ( 4 — 4 — 6 % на градус), но значительный технологический разброс параметров лишает их качества взаимозаменяемости.  

Схема измерительной цепи металлического термометра сопротивления.  

Полупроводниковые термометры сопротивления выпускаются для измерения температуры в диапазоне от — 200 до 300 С. Обычно каждый такой термометр требует индивидуальной градуировки.  

Чувствительные элементы платиновых термометров сопротивления на керамическом каркасе, а — двухкаыальные. б — четырехканальные.| Устройство германиевого термометра сопротивления.  

Полупроводниковые термометры сопротивления — выпускаются для измерения температур в диапазоне от 1 до 600 К. В связи с тем что они не отвечают требованию воспроизводимости, каждый термометр имеет индивидуальную градуировку.  

Полупроводниковые термометры сопротивления изготавливаются из окислов различных металлов: титана, меди, кобальта, железа, магния, никеля, урана и др. или смесей этих окислов.  

Полупроводниковые термометры сопротивления ( термисторы) изготавливаются из окислов различных металлов с добавками.  

Полупроводниковые термометры сопротивления ( термисто-ры) для измерений в промышленности применяют редко, хотя их чувствительность гораздо выше, чем проволочных термометров сопротивления. Это объясняется тем, что градуировочные характеристики термисторов значительно отличаются друг от друга, что затрудняет их взаимозаменяемость.  

Полупроводниковые термометры сопротивления ( термисторы) по сравнению с металлическими имеют ряд преимуществ: меньшие размеры, значительно больший ( — в 10 раз) температурный коэффициент электросопротивления; высокую чувствительность и малую инерционность.  

Зависимость изменения сопротивления термосопротивления. R, — максимальная допустимая температура. R0 — сопротивление при 0. F — температура.  

Полупроводниковые термометры сопротивления оформляются в виде небольших бусинок, дисков и цилиндриков.  

Полупроводниковые термометры сопротивления ( термисторы) изготовляются в виде шариков или тонких пленок. Чувствительность их достигает 1500 в / вт. Постоянная времени может быть снижена до 0 01 сек.  

Полупроводниковые термометры сопротивления применяются при температурах ниже 20 К.  

Полупроводниковые термометры сопротивлений ( термисторы) обладают значительно большей чувствительностью, чем термосопротивления. Сопротивление термисторов при температуре 20 С лежит в пределах 1000 — 4 — 200 000 ом и может изменяться на 20 % от номинального значения. Тепловая постоянная времени термисторов у различных конструкций колеблется от долей секунды до нескольких минут.  

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *