Za odre?ene svrhe kontrole, kao ?to je kontrola toplane, mo?e biti va?no izmjeriti temperaturnu razliku. Ovo mjerenje se mo?e provesti, posebno, razlikom izme?u vanjske i unutra?nje temperature ili ulazne i izlazne temperature.

Rice. 7.37. Mjerni most za odre?ivanje apsolutnih vrijednosti temperature i temperaturne razlike u 2 ta?ke; U Br je napon mosta.

Glavni ure?aj mjernog kruga prikazan je na sl. 7.37. Shema se sastoji od dva Wheatstone mosta, a koristi se srednja grana (R3 - R4) oba mosta. Napon izme?u ta?aka 1 i 2 ozna?ava temperaturnu razliku izme?u senzora 1 i 2, dok napon izme?u ta?aka 2 i 3 odgovara temperaturi senzora 2, a izme?u ta?aka 3 i 1 temperaturi senzora 1.

Istovremeno mjerenje temperature T 1 ili T 2 i temperaturne razlike T 1 - T 2 va?no je u odre?ivanju toplinske efikasnosti toplotnog motora (Carnot proces). Kao ?to znate, efikasnost W se dobiva iz jednad?be W = (T 1 - T 2) / T 1 = ?T) / T 1.

Dakle, da biste odredili, trebate samo prona?i omjer dva napona ?U D 2 i ?U D 1 izme?u ta?aka 1 i 2 i izme?u ta?aka 2 i 3.

Precizno pode?avanje opisanih instrumenata za mjerenje temperature zahtijeva prili?no skupe kalibracione ure?aje. Za temperaturni opseg 0...100°C, korisniku su dostupne sasvim pristupa?ne referentne temperature, budu?i da su 0°C odnosno 100°C, po definiciji, ta?ke kristalizacije odnosno klju?anja ?iste vode.

Kalibracija na 0°C (273,15°K) se izvodi u vodi sa ledom koji se topi. Da biste to u?inili, izolirana posuda (na primjer, termos) se napuni jako zdrobljenim komadima leda i napuni vodom. Nakon nekoliko minuta, temperatura u ovoj kupki dosti?e ta?no 0°C. Potapanjem senzora temperature u ovu kadu dobijaju se o?itanja senzora koja odgovaraju 0°C.

Isto va?i i za kalibraciju na 100°C (373,15 K). Metalna posuda (na primjer, lonac) je do pola napunjena vodom. Posuda, naravno, ne bi trebalo da ima naslage (kalemu) na unutra?njim zidovima. Zagrijavanjem posude na ?poretu dovedite vodu do klju?anja i na taj na?in dostignite oznaku od 100 stepeni, koja slu?i kao druga ta?ka kalibracije za elektronski termometar.

Za provjeru linearnosti ovako kalibriranog senzora potrebna je jo? najmanje jedna kontrolna to?ka, koja bi trebala biti smje?tena ?to bli?e sredini mjerenog raspona (oko 50°C).

Da bi se to postiglo, zagrijana voda se ponovo hladi do odre?ene povr?ine i njena temperatura se precizno odre?uje pomo?u kalibriranog ?ivinog termometra sa ta?no??u od 0,1°C. U temperaturnom rasponu od oko 40 ° C, prikladno je koristiti medicinski termometar u tu svrhu. Preciznim mjerenjem temperature vode i izlaznog napona dobija se tre?a referentna ta?ka, koja se mo?e smatrati mjerom linearnosti senzora.

Dva razli?ita senzora, kalibrirana gore opisanom metodom, daju identi?na o?itavanja u ta?kama P 1 i P 2, uprkos njihovim razli?itim karakteristikama (slika 7.38). Dodatno mjerenje, kao ?to je tjelesna temperatura, otkriva nelinearnost karakteristike AT senzor 2 u ta?ki P 1 . Linearna karakteristika ALI senzor 1 u ta?ki P 3 odgovara ta?no 36,5% ukupnog napona u mjerenom opsegu, dok nelinearna karakteristika B odgovara jasno ni?em naponu.

Rice. 7.38. Odre?ivanje linearnosti karakteristika senzora u opsegu od 0...100?S. Linearni ( ALI) i nelinearni ( AT) karakteristike senzora se poklapaju u referentnim ta?kama od 0 i 100?S.

=======================================================================================

Senzori temperature od platine i nikla

Termoparovi

Silikonski temperaturni senzori

Integrisani temperaturni senzori

regulator temperature

NTC termistori

PTC termistori

PTC senzor nivoa termistora

Merenje temperaturne razlike i kalibracija senzora

SENZORI PRITISKA, PROTOKA I BRZINE

Kao i temperaturni senzori, senzori pritiska su me?u najrasprostranjenijim u tehnologiji. Me?utim, za neprofesionalce mjerenje tlaka je manje zanimljivo, jer su postoje?i senzori tlaka relativno skupi i imaju samo ograni?enu upotrebu. Unato? tome, razmotrite neke opcije za njihovu upotrebu.

decembar 2012

Senzori su kriti?ni za pravilnu kontrolu procesa i ?esto se zanemaruju prilikom naknadnog opremanja postoje?ih sistema. To?nost senzora mora se pa?ljivo provjeriti, ina?e je svaka nadogradnja besmislena.

Mnogi proizvo?a?i originalne opreme obe?avaju ugradnju dva-na-jedan sistemskih modula koji se mogu zamijeniti koji ne zahtijevaju zamjenu postoje?ih mre?a, o?i?enja, sistemskih ku?i?ta i napajanja, dok smanjuju vrijeme zastoja sa sedmica i mjeseci na "dan ili manje".

Efikasnost senzora

U stvari, stvari su malo druga?ije. A?uriranje sistema za postizanje vi?eg nivoa kontrole preduze?a pomo?u ra?unara i softvera, bez procene efikasnosti senzora koji ove sisteme hrane podacima, je uzaludna ve?ba. Da bi ispravno percipirali i prenijeli procesne varijabilne podatke, senzori moraju biti precizni.

Senzori pritiska

Preciznost senzora pritiska je obi?no od 0,25% izmerenog opsega pritiska. Za manje stroge scenarije primjene, preciznost mo?e biti u podru?ju od 1,25% raspona.

Preciznost senzora pritiska ovisi o tome koliko je senzor dobro kalibriran i koliko dugo mo?e odr?avati tu kalibraciju. Po?etna kalibracija industrijskih transmitera pritiska na kalibracionoj stanici se posti?e primenom izvora konstantnog pritiska, kao ?to je tester bez optere?enja. Jednom kada je pretvara? pritiska instaliran, njegova ta?nost se mo?e proceniti uzimaju?i u obzir efekte uticaja okoline, efekata stati?kog pritiska, itd., na po?etnu ta?nost kalibracije.

Automatski sistemi za kalibraciju rade pomo?u programabilnog izvora pritiska da bi proizveli unapred pode?ene signale pritiska koji se primenjuju na senzor koji se kalibri?e. Prvo se snimaju o?itanja senzora prije kalibracije. Zatim se senzor testira pove?anjem i smanjenjem ulaznih signala kako bi se ura?unala bilo kakva pojava histereznog efekta. Sistem zatim upore?uje primljene podatke sa kriterijumima prihvatljivosti kalibracije za senzore pritiska i automatski odre?uje da li senzor treba da se kalibri?e. Ako je tako, sistem daje potrebne signale senzoru da ga kalibri?e i odr?ava ulaznu vrijednost konstantnom tokom cijelog raspona dok se vr?e pode?avanja i najni?i pritisak na kojem bi se trebao kalibrirati. Sistem zatim generi?e izve?taj koji uklju?uje podatke pre i posle kalibracije i pohranjuje ih za otkrivanje trendova i po?etnih gre?aka.

Senzori temperature

Tipi?an oblik industrijskog temperaturnog senzora, otporni termometar (RTD), obi?no ne posti?e ta?nost ve?u od 0,05 - 0,12°C na 300°C, dok se obi?no zahteva da se postigne ta?nost ve?u od 0,1°C na 400 °C Proces instalacije otpornih termometara tako?er mo?e dovesti do dodatnih gre?aka u preciznosti. Drugi uobi?ajeni tip temperaturnog senzora, termoelement, obi?no ne mo?e osigurati ta?nost ve?u od 0,5°C na temperaturama do 400°C. ?to je temperatura vi?a, termoelement se obi?no mo?e posti?i manje precizno.

Kalibracija otpornih termometara

Preciznost senzora temperature utvr?uje se kalibracijom, upore?uju?i o?itanja sa univerzalnom kalibracionom tablicom ili individualnom kalibracijom u okru?enju visoke preciznosti. RTD, za razliku od termoparova, mogu se "o?istiti" i ponovo kalibrirati nakon instalacije. Industrijski temperaturni senzori se obi?no kalibriraju u rezervoarima sa ledom, vodom, uljem ili pijeskom, kao iu pe?i ili u kombinaciji ovih metoda. Tip rezervoara za kalibraciju zavisi od izabranog temperaturnog opsega, zahteva za precizno??u i primene senzora. Proces kalibracije obi?no uklju?uje mjerenje temperature spremnika za kalibraciju pomo?u standardnog termometra. Za individualno kalibrirane RTD-ove, ta?nost se obezbje?uje procesom kalibracije, koji zauzvrat zavisi od ta?nosti opreme koja se koristi za kalibraciju, kao i gre?aka kao ?to su histereza, samozagrevanje, interpolacija i gre?ke u o?i?enju.

Kalibracija termoelementa

Ako se RTD mo?e ponovo kalibrirati nakon instalacije, onda termoelement ne mo?e. Termopar koji je izgubio kalibraciju mora se zamijeniti. Industrijski termoparovi se obi?no ne kalibriraju pojedina?no. Umjesto toga, njihova o?itanja se upore?uju sa standardnim referentnim tabelama. Za kalibraciju se obi?no koristi jedna od dvije metode: metoda pore?enja (u kojoj se EMF termoelementa upore?uje sa referentnim senzorom) ili metoda fiksne ta?ke (EMF termopara se mjeri u nekoliko utvr?enih stanja). Prilikom procjene ta?nosti temperaturnog senzora, va?no je uzeti u obzir ne samo kalibraciju samog senzora, ve? i utjecaj instalacije senzora i uvjeta procesa na tu ta?nost.

Senzori. Kako procijeniti vrijeme odgovora?

Da bi prikazali podatke na frekvenciji koja je u skladu sa zahtjevima instalacije ili industrijskim normama, senzori moraju biti dovoljno brzi u otkrivanju iznenadne promjene vrijednosti procesa. Preciznost i vrijeme odziva uglavnom su neovisni jedno o drugom. Budu?i da je odziv senzora kriti?an za proizvodne sisteme, nadogradnje sistema moraju zapo?eti temeljnom procjenom odziva senzora, zajedno sa procjenom ta?nosti i pouzdanosti senzora.

Dok se ta?nost senzora mo?e vratiti ponovnom kalibracijom, vrijeme odziva je inherentna karakteristika koja se obi?no ne mo?e promijeniti nakon ?to je senzor proizveden. Dvije glavne metode za procjenu vremena odziva senzora su test uranjanja (za senzore temperature) i linearni test (za senzore pritiska).

Kalibracija i vrijeme odziva senzora, posebno senzora temperature, u velikoj mjeri zavise od uslova procesa, uklju?uju?i stati?ki pritisak, temperaturu procesa, temperaturu okoline i brzinu protoka fluida.

Inspekcijski pregled

Postoje neke metode koje se ?esto nazivaju testiranjem na licu mjesta ili online testiranjem. Razvijeni su za provjeru kalibracije i vremena odziva senzora koji se ve? koriste u procesu. Za temperaturne senzore, LCSR test ( Odgovor na trenutni korak petlje) ?e testirati dinami?ke performanse naj?e??ih temperaturnih senzora - termoparova i otpornih termometara - gdje se ugra?uju u radnom procesu. LCSR metoda pokazuje stvarno vrijeme odziva RTD-a (otpornog termometra) "u radu".

Za razliku od otpornih termometara i termoparova, vrijeme odziva senzora tlaka, nivoa i protoka op?enito se ne mijenja nakon instalacije. To je zato ?to su ovi senzori elektromehani?ki ure?aji koji rade nezavisno od temperature okoline i procesa. Pote?ko?e u procjeni senzora tlaka nastaju zbog prisustva su?elja proces-?ica-senzor koji povezuje senzor sa stvarnim procesom. Ove mjerne linije (?ice) dodaju nekoliko milisekundi latencije vremenu odziva senzora. Iako je ovo ka?njenje zanemarljivo, hidrauli?ka ka?njenja mogu dodati desetine milisekundi vremena odziva mjerenjima tlaka u sistemu.

Tehnika analize buke omogu?ava vam da izmjerite vrijeme odziva senzora pritiska i mjernih vodova u jednom testu. Kao i kod LCSR metode, tehnika analize buke ne ometa rad, koristi postoje?e izlaze senzora za odre?ivanje njihovog vremena odziva i mo?e se izvoditi na daljinu na senzorima koji su instalirani u proizvodnji. Tehnika analize buke zasniva se na principu pra?enja normalnog izlaza naizmeni?ne struje pretvara?a pritiska sa sistemom za brzo prikupljanje podataka (frekvencija od 1 kHz). Izmjeni?na struja na izlazu senzora, nazvana "?um", proizvodi se nasumi?nim fluktuacijama u procesu zbog turbulencije, vibracija i drugih prirodnih pojava. Budu?i da se ovi vanjski ?umovi javljaju na vi?im frekvencijama od dinami?kog odziva senzora tlaka, oni se mogu odvojiti od signala kori?tenjem niskopropusnog filtriranja. Kada se AC signal ili ?um odvoje od DC signala pomo?u opreme za obradu signala, AC signal se poja?ava, prolazi kroz filtriranje anti-aliasinga, digitalizira i pohranjuje za kasniju analizu. Ova analiza daje dinami?ko vrijeme odziva senzora pritiska i mjernih vodova.

Postoji niz opreme za prikupljanje i analizu podataka o buci za senzore pritiska. Komercijalna oprema za analizu spektra mo?e prikupljati podatke o buci i vr?iti analizu u realnom vremenu, ali ova oprema obi?no nije u stanju da se nosi sa mnogim algoritmima za analizu podataka koji su potrebni da bi se proizveli rezultati sa ta?nim vremenima odziva. Zbog toga su sistemi za prikupljanje podataka zasnovani na ra?unaru, koji se sastoje od izolovanih komponenti, poja?ala i filtera za kondicioniranje i ugla?ivanje signala, ?esto najbolji izbor za prikupljanje i analizu podataka o ?umu.

Vek trajanja senzora

Kada treba zamijeniti senzore? Odgovor je jednostavan: senzore treba zamijeniti nakon isteka radnog vijeka koji je odredio proizvo?a? za navedeni proizvod, na primjer, 20 godina. Me?utim, ovo mo?e biti vrlo skupo i neprakti?no.

Alternativno, mo?ete nastaviti koristiti senzore nakon njihovog vijeka trajanja, ali svakako koristite sisteme za pra?enje performansi senzora kako biste utvrdili da li i kada senzor treba zamijeniti. Iskustvo je pokazalo da je velika vjerovatno?a da ?e visokokvalitetni senzori nastaviti raditi i izvan opsega usluga koje je odredio proizvo?a?. Konsenzus izme?u fabri?kih preporuka i stvarne upotrebe senzora mo?e se posti?i kori?tenjem ovih senzora sve dok je stabilnost kalibracije prihvatljiva i vrijeme odziva nije smanjeno.

Mnogi se ?ale da senzore koji ispravno rade treba "ostaviti na miru", a kvalitetni "ostarjeli" senzori mogu biti jednako dobri, ako ne i bolji od novih senzora istog modela i istog proizvo?a?a.

Sla?em se, odobravam

Direktor GCI SI Direktor

zamjenik Direktor FGU VTsSM

__________ __________

Metoda kalibracije

temperaturni senzori serije KDT.

Razvijen

Ch. tehnolog doo "CONTEL"

Metoda kalibracije za temperaturne senzore

KDT-50, KDT-200 i KDT-500.

1. Prije po?etka kalibracije provjerite uskla?enost komponenti smje?tenih na plo?i prema monta?nom crte?u: KDT50.02.01SB - za senzore KDT-50; KDT200.02.01SB - za senzore KDT-200; KDT500.02.01SB – za KDT-500 senzore.

2. Kalibracija elektronskog bloka senzora KDT-50 i KDT-200.

2.1 Priklju?ite na plo?u napajanje i ekvivalent termometra - otpor TCM-100 prema sl.1.

DIV_ADBLOCK62">

2.3 Redoslijed operacija pode?avanja.

2.3.1.Podesite mod voltmetra "U=" i granicu mjerenja koja odgovara vrijednosti "tri decimale".

2.3.2 Postavite donju vrijednost izmjerene temperature na TCM ekvivalentu: za KDT-50 - "-500C", za KDT-200 - "00C".

2.3.3.Primijenite napajanje.

2.3.4 Okrenite trimer otpornik RP1 da postavite vrijednost izlazne struje 4 mA(o?itavanje voltmetra 0,400).

2.3.5 Podesiti gornju vrijednost izmjerene temperature na TCM ekvivalentu: za KDT-50 - "+500S", za KDT-200 - "+2000S".

2.3.6 Okrenite trimer otpornik RP2 da postavite vrijednost izlazne struje 20 mA(o?itavanje voltmetra 20.00).

2.3.7 Ponavljajte operacije iz stavki 2.3.4 i 2.3.6 dok se ne uspostavi izlazna struja koja odgovara opsegu

izmjerena temperatura unutar gre?ke koja ne prelazi 0,25% .

2.3.8.Provjeriti linearnost u me?uto?kama.

2.3.9 Korespondencija izmjerene temperature (ekvivalentne vrijednosti otpora) i izlazne struje date su u Dodatku 1.

3. Kalibracija temperaturnih senzora KDT-500.

3.1 Priklju?ite na plo?u napajanje i ekvivalent termometra - otpor Pt-100 prema sl.2.

Polaritet priklju?ka za napajanje nije bitan.

-EkvivalentnoPt100 - posebna otporna kutija koja simulira otporni termometar tipa Pt-100;

-V- Digitalni voltmetar tip B7-40;

-Rn- namotaj elektri?nog otpora R331;

-IP- stabilizirani izvor jednosmjerne struje tip B5-45.

3.2 Redoslijed operacija kalibracije.

Zbog nepostojanja elemenata za pode?avanje u proizvodu, operacija kalibracije se svodi na provjeru operativnosti i linearnosti konverzije otpora u struju.

3.2.1. Postavite na?in rada voltmetra "U =" i granicu mjerenja koja odgovara vrijednosti "tri decimale".

3.2.2. Postavite donju vrijednost izmjerene temperature na ekvivalentu Pt-100: "00S".

3.2.3. Primijenite napon napajanja.

3.2.4 O?itavanja voltmetra moraju biti u skladu sa 4 mA+/-0,25% (o?itavanje voltmetra 0,400).

3.3.5 Postavite gornju vrijednost izmjerene temperature na ekvivalentu Pt-100: "+5000S".

3.3.6. O?itavanja voltmetra bi trebala odgovarati 20 mA+/-0,25% (o?itavanje voltmetra 20.00).

3.3.7 Provjeriti linearnost u me?uto?kama.

3.3.9 Korespondencija izmjerene temperature (ekvivalentne vrijednosti otpora) i izlazne struje date su u Dodatku 2.

Bilje?ka. Krug senzora temperature KDT-500 je dizajniran da radi zajedno sa Pt-100 sa W100=1,3910. Upotreba otpornog termometra sa W100=1,3850 dovodi do pove?anja osnovne gre?ke na 0,8% u sredini opsega.

4. Nakon pode?avanja, plo?e senzora su lakirane. Preporu?eno vrijeme su?enja je 2 dana.

Nakon su?enja, plo?e podlije?u obaveznoj ponovnoj provjeri kako bi se ispravila izlazna struja. Tokom ove operacije, dovoljno je provjeriti senzor na krajevima raspona.

Izvr?ilac________

Prilog 1

Korespondencija temperature, ekvivalentnog otpora i izlazne struje senzora temperature KDT-50.

Korespondencija temperature, ekvivalentnog otpora i izlazne struje senzora temperature KDT-200.

U nedostatku ekvivalenta TCM-100, treba koristiti otpornu kutiju MCP-63 ili sli?no.

Dodatak 2

Korespondencija temperature, ekvivalentnog otpora i izlazne struje senzora temperature KDT-500.

(za W100=1,3850)

U nedostatku Pt-100 ekvivalenta, treba koristiti MSR-63 otpornu kutiju ili sli?no.

Nbsp; LABORATORIJSKI RAD №8 Merenje temperature pomo?u otpornih termometara i mostnih mernih kola 1. Svrha rada. 1.1. Upoznavanje sa principom rada i tehni?kim ure?ajem otpornih termometara. 1.2. Upoznavanje sa ure?ajem i radom automatskih elektronskih mostova. 1.3. Prou?avanje dvo- i tro?ilnog povezivanja otpornih termometara.

Op?e informacije.

2.1. Dizajn i rad otpornih termometara.

Otporni termometri se koriste za mjerenje temperature u rasponu od -200 do +650 0 C.

Princip rada metalnih otpornih termometara temelji se na svojstvu provodnika da pove?avaju elektri?ni otpor kada se zagrijavaju. Element otpornog termometra osjetljiv na toplinu je tanka ?ica (bakar ili platina), spiralno namotana na okvir i zatvorena u ku?i?te.

Elektri?ni otpor ?ice na temperaturi od 0 0 C je strogo definiran. Mjerenjem otpora otpornog termometra mo?ete precizno odrediti njegovu temperaturu. Osjetljivost otpornog termometra odre?ena je temperaturnim koeficijentom otpornosti materijala od kojeg je termometar napravljen, tj. relativna promjena otpora toplotno osjetljivog elementa termometra kada se zagrije za 100 0 C. Na primjer, otpor termometra napravljenog od platinaste ?ice mijenja se za oko 36 posto kada se temperatura promijeni za 1 0 C.

Otporni termometri, na primjer, imaju niz prednosti u odnosu na manometrijske: ve?u preciznost mjerenja; sposobnost prijenosa o?itavanja na velike udaljenosti; mogu?nost centraliziranog upravljanja spajanjem vi?e termometara na jedan mjerni ure?aj (preko prekida?a).

Nedostatak otpornih termometara je potreba za vanjskim izvorom napajanja.

Kao sekundarni ure?aji, zajedno sa otpornim termometrom, obi?no se koriste automatski elektronski mostovi. Za termi?ke otpore poluvodi?a, nebalansirani mostovi se obi?no koriste kao mjerni instrumenti.

Za proizvodnju otpornih termometara, kao ?to je gore navedeno, koriste se ?isti metali (platina, bakar) i poluvodi?i.

Platina najpotpunije ispunjava osnovne zahtjeve za materijal za otporne termometre. U oksidiraju?em okru?enju, kemijski je inertan ?ak i na vrlo visokim temperaturama, ali djeluje mnogo lo?ije u redukcijskom okru?enju. U redukcionom okru?enju, osjetljivi element platinastog termometra mora biti zape?a?en.

Promjena otpora platine u temperaturnom rasponu od 0 do +650 0 C opisuje se jednad?bom

R t \u003d R o (1 + at + bt 2),

gdje je R t , R o - otpor termometra, respektivno, na 0 0 C i temperaturi t

a, b su konstantni koeficijenti, ?ije se vrijednosti odre?uju pri kalibraciji termometra prema ta?kama klju?anja kisika i vode.

Prednosti bakra kao materijala za otporne termometre uklju?uju njegovu nisku cijenu, lako?u dobivanja u ?istom obliku, relativno visok temperaturni koeficijent i linearnu ovisnost otpora o temperaturi:

R t \u003d R o (1 + at),

gdje je R t , R o - otpor materijala termometra, respektivno, na 0 0 C i temperaturi t;

a - temperaturni koeficijent otpora (a \u003d 4,26 * E-3 1 / deg.)

Nedostaci bakrenih termometara uklju?uju nisku specifi?nu otpornost i laku oksidaciju na temperaturama iznad 100 0 C. Termi?ka otpornost poluvodi?a. Zna?ajna prednost poluprovodnika je njihov veliki temperaturni koeficijent otpornosti. Osim toga, zbog niske vodljivosti poluvodi?a, mogu?e je proizvoditi termometre malih veli?ina s velikim po?etnim otporom, ?to omogu?ava zanemarivanje otpora spojnih ?ica i drugih elemenata elektri?nog kruga termometra. Posebnost poluvodi?kih otpornih termometara je negativan temperaturni koeficijent otpora. Stoga, kako temperatura raste, otpor poluvodi?a opada.

Za proizvodnju poluvodi?kih toplinskih otpora koriste se oksidi titana, magnezija, ?eljeza, mangana, kobalta, nikla, bakra itd., ili kristali odre?enih metala (na primjer, germanij) s raznim ne?isto?ama. Za mjerenje temperature naj?e??e se koriste toplinski otpori tipa MMT-1, MMT-4, MMT-5, KMT-1 i KMT-4. Za sve termi?ke otpore tipa MMT i KMT u opsegu radnih temperatura, otpor varira s temperaturom prema eksponencijalnom zakonu.

Serijski su dostupni platinski otporni termometri (RTP) za temperature od -200 do +180 0 C i bakarni otporni termometri (TCM) za temperature od -60 do +180 0 C. Postoji nekoliko standardnih skala unutar ovih temperaturnih granica.

Svi masovno proizvedeni platinasti otporni termometri imaju simbole: 50P, 100P, ?to odgovara 50 oma i 100 oma na 0 0 S. Bakarni otporni termometri su ozna?eni kao 50M i 100M.

U pravilu se mjerenje otpora otpornih termometara vr?i pomo?u mostovnih mjernih kola (balansirani i neuravnote?eni mostovi).

2.2. Projektovanje i rad automatskih elektronskih balansnih mostova.

Automatski elektronski mostovi su ure?aji koji rade sa razli?itim senzorima, u kojima se izmjereni procesni parametar (temperatura, pritisak, itd.) mo?e pretvoriti u promjenu otpora. Najrasprostranjeniji automatski elektronski mostovi se koriste kao sekundarni ure?aji pri radu sa otpornim termometrima.

?ematski dijagram balansiranog mosta prikazan je na sl.1. Na slici 1-a prikazan je dijagram balansiranog mosta sa dvo?i?nom vezom izmjerenog otpora Rt, koji zajedno sa spojnim ?icama predstavlja krak mosta. Krakovi R1 i R2 imaju konstantan otpor, a krak R3 je reohord (promjenjivi otpor). Napajanje kola je uklju?eno u ab dijagonalu, a nulti ure?aj 2 uklju?en je u cd dijagonalu.

Fig.1. ?ematski dijagram balansiranog mosta.

a) dvo?i?na ?ema povezivanja

b) tro?ilna ?ema povezivanja.

Skala mosta se nalazi du? reohorda, ?iji se otpor, kada se Rt promijeni, mijenja pomicanjem kliza?a 1 dok se nulti pokaziva? ure?aja 2 ne postavi na nulu. U ovom trenutku nema struje u dijagonali mjerenja. Kliza? 1 je povezan sa pokaziva?em skale.

Kada je most u ravnote?i, jednakost

R1*R3=R2*(Rt+2*Rpr)

Rt=(R1/R2)*R3-2*Rpr

Odnos otpora R1 / R2, kao i otpor spojnih ?ica Rpr za ovaj most su konstantne vrijednosti. Prema tome, svaka vrijednost Rt odgovara odre?enom otporu reohorda R3, ?ija je skala graduirana ili u omima ili u jedinicama neelektri?ne veli?ine, za koju je krug namijenjen za mjerenje, na primjer, u stupnjevima Celzijusa .

Ako postoje duga?ke ?ice koje povezuju senzor sa mostom u dvo?ilnom kolu, promjena otpora i ovisno o temperaturi okoline (vazduha) mo?e unijeti zna?ajne gre?ke u mjerenju otpora Rt. Radikalno sredstvo za otklanjanje ove gre?ke je zamjena dvo?ilnog kola tro?i?nim (slika 1-b).

U balansiranom mostu, promjena napona napajanja ne uti?e na rezultate mjerenja.

U automatskim balansiranim elektronskim mostovima, sljede?e kolo se koristi za balansiranje kola. ?ematski dijagram elektronskog mosta tipa KSM prikazan je na sl.2. Rad elektronskog mosta zasniva se na principu mjerenja otpora metodom balansiranog mosta.

Kolo mosta sastoji se od tri kraka sa otporima R1, R2, R3, rekorda R i ?etvrtog kraka koji sadr?i izmjereni otpor Rt. Na ta?ke c i d priklju?eno je napajanje.

Prilikom odre?ivanja vrijednosti otpora, struje koje teku kroz ramena mosta stvaraju napon u ta?kama a i b, koji je fiksiran nultim indikatorom 1 spojenim na ove ta?ke. Pomicanjem kliza?a 2 reohorda R uz pomo? reverzibilnog motora 4 mo?e se prona?i takav ravnote?ni polo?aj kola u kojem ?e naponi u ta?kama a i b biti jednaki. Stoga se po polo?aju kliza?a 2 reohorda mo?e na?i vrijednost izmjerenog otpora Rt.

U trenutku ravnote?e mjernog kola, polo?aj strelice 3 odre?uje vrijednost mjerene temperature (otpor Rt). Registracija izmjerene temperature data je olovkom-5 na dijagramu 6.

Elektronski mostovi se prema broju mjernih ta?aka i zapisa dijele na jednoto?ke i vi?estruke (3-,6-,12- i 24-to?ke), sa trakastim dijagramom i ure?ajima sa dijagramom diska. Elektronski mostovi su dostupni u klasama ta?nosti 0,5 i 0,25.

Ure?aj za snimanje vi?estrukog ure?aja sastoji se od ?tamparskog bubnja sa ta?kama i brojevima od?tampanim na njegovoj povr?ini.

Ure?aji se napajaju iz mre?e 127 i 220V AC, a mjerni krug mosta se napaja 6,3V DC iz ure?aja energetskog transformatora. Ure?aji sa pogonom na suhe ?elije koriste se u slu?ajevima kada je senzor instaliran u po?arno opasnim podru?jima.

Kalibracija temperaturnih senzora

Temperaturni pretvara? otpora je povezan sa mjernim ure?ajem pomo?u bakarnih (ponekad aluminijskih) ?ica, ?iji je popre?ni presjek, du?ina, a samim tim i otpor odre?en specifi?nim uvjetima mjerenja.

Ovisno o na?inu povezivanja otpornog termalnog pretvara?a na mjerni ure?aj - prema dvo?i?nom ili tro?ilnom kolu (Sl. 1, opcija "a" i "b"), otpor ?ica ulazi u potpunosti u jedan kraka mosnog kola instrumenta, ili je podjednako podijeljena izme?u njegovih krakova. U oba slu?aja, o?itanja ure?aja odre?ena su ne samo otporom otpornog termoelementa, ve? i spojnim ?icama. Stupanj utjecaja spojnih ?ica na o?itavanja ure?aja ovisi o vrijednosti njihovog otpora. Dakle, u svakom konkretnom uslovima merenja, tj. za svaku specifi?nu vrijednost ovog otpora, o?itanja istog ure?aja koji mjeri istu temperaturu (kada termalni pretvara? ima isti otpor) bit ?e razli?ita. Da bi se uklonila takva nesigurnost, mjerni instrumenti se kalibriraju na odre?enom standardnom otporu spojnih ?ica, ?to je nu?no nazna?eno na njihovoj skali zapisom, na primjer, R ext = 5 Ohm. Ako ?e tokom rada ure?aja spojna linija imati isti otpor, o?itanja ure?aja ?e biti ispravna. Zbog toga merenjima treba da prethodi operacija ugradnje priklju?ne linije koja se sastoji u dovo?enju njenog otpora na zadatu kalibracionu vrednost R ekst.

Otpor priklju?nog voda, ?ak i uz pa?ljivo pode?avanje, jednak je vrijednosti kalibracije samo ako se temperatura okoline ne razlikuje od one na kojoj je izvr?eno pode?avanje. Promjena temperature linije dovest ?e do promjene otpora bakrenih (aluminijskih) ?ica, kr?enja ispravnog pristajanja i, na kraju, do pojave temperaturne gre?ke u o?itanjima instrumenta. Ova gre?ka je posebno izra?ena kod 2-?i?ne komunikacione linije, kada se temperaturni prirast otpora linije odvija samo u jednom kraku mosnog kola. Kod 3-?i?ne linije, temperaturni prirast otpora linije primaju dva susjedna kraka i stanje mosnog kola se mijenja manje nego u prvom slu?aju. Kao rezultat toga, temperaturna gre?ka je manja. Stoga je 3-?i?na linija po?eljnija, unato? ve?oj potro?nji materijala koji se koristi za proizvodnju spojnih ?ica.

Redoslijed rada.

4.1. Upoznajte se sa principom rada i dizajnom otpornih termometara i elektri?nih ure?aja postolja. Sastavite dvo?i?ni mjerni krug u skladu sa sl. 3a.

4.2. Postavite prekida? na 2-?i?ni polo?aj, a prekida? na polo?aj 0.

4.3. Podesite MC most, simuliraju?i otporni termometar, na otpor u Ohmima koji odgovara tabelarnim podacima (Tabela 1), o?itajte temperaturu u 0 C na skali MPR51 i izra?unajte apsolutne i relativne gre?ke merenja navedene u Tabeli 1 za temperature.

Ispitivanje 2-?i?nog kola.

4.4. Postavite prekida? na 2-?i?nu vezu.

4.5. Postavite prekida? otpora spojnih ?ica na polo?aj 1 (odgovara R pr = 1,72 Ohm).

4.6. Slijedite paragraf 4.3 i unesite rezultate mjerenja u tablicu 1 u redove 5-7, ?to odgovara 2-?i?noj shemi povezivanja na R pr = 1,72 Ohm.

4.7. Postavite prekida? otpora spojnih ?ica na polo?aj 2 (odgovara R pr = 5 Ohm).

4.8. Slijedite paragraf 4.3 i unesite rezultate mjerenja u tablicu 1 u redove 8-10 koji odgovaraju 2-?i?noj vezi na R pr = 5 Ohm.

Studija 3-?i?nog kola.

4.9. Postavite prekida? u polo?aj na dijagramu 3-?i?ne veze (slika 3 b).

4.10 Izvr?ite korake 4.5-4.8 i unesite rezultate u redove 11-16 Tablice 1 koji odgovaraju otporima spojnih ?ica R pr = 1,72 Ohm i R pr = 5 Ohm.

4.11. Dati analizu ta?nosti mjerenja sa dvo?i?nom i tro?i?nom mjernom shemom.

4.12. U izvje?taju dati zaklju?ke o protokolu ispitivanja (Tabela 1).

Test pitanja.

1. Navedite vrste otpornih termometara i njihov princip rada.

2. Navedite prednosti i nedostatke otpornih termometara.

3. Navedite primjere upotrebe otpornih termometara u sistemima automatskog upravljanja i regulacije.

4. Koja je svrha automatskih elektronskih balansnih mostova?

5. Princip rada balansiranih mostova.