Temperatūra yra vienas svarbiausių fizikinių parametrų. Svarbu jį matuoti ir kontroliuoti tiek kasdieniame gyvenime, tiek gamyboje. Šiam tikslui yra daug specialių prietaisų. Varžos termometras yra vienas iš labiausiai paplitusių prietaisų, plačiai naudojamų moksle ir pramonėje. Šiandien paaiškinsime, kas yra varžinis termometras, kokie jo privalumai ir trūkumai, taip pat suprasime, kokie yra skirtingi modeliai.
Turinys
Taikymo sritis
Atsparumo termometras - Varžinis termometras - tai prietaisas kietųjų, skystųjų ir dujinių terpių temperatūrai matuoti. Jis taip pat naudojamas birių kietųjų medžiagų temperatūrai matuoti.
Jų atsparumo termometras naudojamas dujų ir naftos gavybos, metalurgijos, energetikos, komunalinių paslaugų ir daugelyje kitų pramonės šakų.
SVARBU! Atsparumo termometrai gali būti naudojami tiek neutraliose, tiek agresyviose terpėse. Dėl to prietaisas plačiai naudojamas chemijos pramonėje.
Atkreipkite dėmesį! Pramonėje temperatūrai matuoti taip pat naudojamos termoporos, daugiau apie jas skaitykite mūsų straipsnyje apie termoelementus.
Jutiklių tipai ir jų specifikacijos
Temperatūros matavimas varžiniu termometru atliekamas naudojant vieną ar daugiau varžinių jutiklių ir prijungiant laidaiJie yra apgaubti apsauginiu korpusu.
Termometrai skirstomi pagal jutiklinio elemento tipą.
Metalo varžos termometras pagal GOST 6651-2009
Pagal GOST 6651-2009 Yra grupė metalinių varžinių termometrų, t. y. TS, kurių jautrusis elementas yra mažas rezistorius, pagamintas iš metalinės vielos arba plėvelės.
Platinos temperatūros matuokliai
Platininiai termometrai laikomi labiausiai paplitusiais iš kitų tipų, todėl jie dažnai montuojami svarbiems parametrams stebėti. Temperatūros matavimo diapazonas yra nuo -200 °C iki 650 °C. Charakteristinė kreivė yra artima tiesinei funkcijai. Vienas iš labiausiai paplitusių tipų yra Pt100 (Pt - platina, 100 reiškia 100 omų esant 0 °C temperatūrai.).
SVARBU! Pagrindinis šio prietaiso trūkumas - didelė kaina dėl to, kad sudėtyje naudojamas taurusis metalas.
Nikelio varžos termometrai
Nikelio varžos termometrai gamyboje beveik nenaudojami dėl siauro temperatūros diapazono (nuo -60 °C iki 180 °C) ir veikimo sudėtingumą, tačiau reikia pažymėti, kad jie pasižymi didžiausiu temperatūriniu koeficientu 0,00617 °С-1.
Šie jutikliai anksčiau buvo naudojami laivų statyboje, tačiau dabar šioje pramonės šakoje juos pakeitė platinos temperatūros jutikliai.
Variniai jutikliai (TCM)
Variniai jutikliai, atrodo, turi dar siauresnį jutimo diapazoną nei nikelio jutikliai (tik nuo -50 °C iki 170 °C), tačiau jie vis dėlto yra populiaresnis jutiklių tipas.
Paslaptis - nedidelės nuosavybės sąnaudos. Variniai jutikliai yra paprasti ir nesudėtingi naudoti, todėl puikiai tinka žemai temperatūrai arba susijusiems parametrams, pavyzdžiui, dirbtuvių oro temperatūrai, matuoti.
Tačiau tokio prietaiso tarnavimo laikas yra trumpas, o vidutinė varinio temperatūros jutiklio kaina nėra per maža (apie 1 tūkst. rublių).
Šiluminiai rezistoriai
Termorezistoriai - tai varžiniai termometrai, kurių jautrusis elementas pagamintas iš puslaidininkio. Tai gali būti oksidas, halogenidas arba kita amfoterinių savybių turinti medžiaga.
Šio įrenginio privalumas - ne tik aukštas temperatūros koeficientas, bet ir galimybė formuoti būsimą gaminį bet kokios formos (nuo plonų vamzdelių iki kelių mikronų ilgio). Paprastai termistoriai skirti temperatūrai matuoti nuo -100 °C iki +200 °C..
Skiriami dviejų tipų termistoriai:
- Termistoriai - turi neigiamą temperatūrinį varžos koeficientą, t. y. kai temperatūra kyla, varža mažėja;
- pozistoriai - turi teigiamą temperatūrinį varžos koeficientą, t. y. didėjant temperatūrai, didėja ir varža.
Atsparumo termometrų kalibravimo lentelės
Gradacijos lentelės - tai suvestinė, pagal kurią galima lengvai nustatyti, kokioje temperatūroje termometro varža bus tam tikra. Tokios lentelės padeda prietaisų technikams pagal tam tikrą varžos vertę apskaičiuoti išmatuotos temperatūros vertę.
Šioje lentelėje yra specialūs RTD žymėjimai. Juos galite matyti viršutinėje eilutėje. Skaičius nurodo jutiklio varžos vertę esant 0 °C temperatūrai, o raidė - metalą, iš kurio jis pagamintas.
Naudojamas metalo žymėjimas:
- P arba Pt - platina
- М - vario;
- N - nikelio.
Pavyzdžiui, 50M yra varinis TC, kurio varža 0 °C temperatūroje yra 50 omų.
Toliau pateikiamas termometro graduotės lentelės fragmentas.
| 50M (omų) | 100M (omų) | 50P (Om) | 100P (Om) | 500P (Om) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -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 |
Tolerancijos klasė
Tolerancijos klasės nereikėtų painioti su tikslumo klase. Naudodami termometrą tiesiogiai nematuojame ir nematome matavimo rezultato, bet perduodame varžos vertę, atitinkančią faktinę temperatūrą, į barjerus arba antrinius prietaisus. Todėl buvo įvestas naujas terminas.
Tolerancijos klasė - tai skirtumas tarp faktinės kūno temperatūros ir išmatuotos temperatūros.
Yra 4 TC tikslumo klasės (Tikslumo klasės - nuo tiksliausių iki tiksliausių, kurių tikslumas yra labiausiai neapibrėžtas):
- AA;
- А;
- B;
- С.
Čia pateikiama tolerancijos klasių lentelės ištrauka, o visą versiją rasite GOST 6651-2009.
| Tikslumo klasė | Tolerancija, °C | Temperatūros diapazonas, °C | ||
|---|---|---|---|---|
| Vario TS | Platinum TS | Nikelio TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | nuo 50 °C iki +250 °C | - |
| А | ±(0,15+0,002 |t|) | nuo 50 °C iki +120 °C | nuo 100 °C iki +450 °C | - |
| В | ± (0,3 + 0,005 |t|) | nuo -50 °C iki +200 °C | nuo -195 °C iki +650 °C | - |
| С | ±(0,6 + 0,01 |t|) | nuo -180 °C iki +200 °C | nuo -195 °C iki +650 °C | nuo -60 °C iki +180 °C |
laidų schema
Norint sužinoti varžos vertę, reikia ją išmatuoti. Tai galima padaryti įtraukiant jį į matavimo grandinę. Paprastai naudojamos 3 skirtingos grandinės, kurios skiriasi laidų skaičiumi ir matavimo tikslumu:
- 2 laidų grandinė. Jame yra mažiausiai laidų, todėl jis yra pigiausias variantas. Tačiau pasirinkus šią schemą nebus pasiektas optimalus tikslumas - termometro varža bus pridėta prie naudojamų laidų varžos, todėl atsiras paklaida, priklausanti nuo laidų ilgio. Pramonėje tokia schema taikoma retai. Jis naudojamas tik atliekant matavimus, kai tikslumas nėra svarbus, o zondas yra arti antrinio keitiklio. 2 laidų grandinė parodyta kairėje pusėje esančiame paveikslėlyje.
- 3 laidų grandinė. Skirtingai nei ankstesnėje versijoje, čia pridėtas papildomas laidas, trumpai sujungtas su vienu iš kitų dviejų matavimo laidų. Jos pagrindinis tikslas - yra galimybė sužinoti prijungtų laidų varžą. ir atimkite šią vertę (kompensuoti) nuo jutiklio išmatuotos vertės. Antrinis įtaisas, be pagrindinio matavimo, papildomai matuoja varžą tarp uždaromų laidų ir taip gauna jungiamųjų laidų nuo jutiklio iki barjero arba antrinio įtaiso varžos vertę. Kadangi laidai yra uždari, ši vertė turėtų būti lygi nuliui, tačiau iš tikrųjų dėl ilgo laidų ilgio ši vertė gali siekti kelis omus. Ši paklaida atimama iš išmatuotos vertės ir, kompensuojant laidų varžą, gaunamas tikslesnis rodmuo. Ši jungtis naudojama daugeliu atvejų, nes tai yra kompromisas tarp reikiamo tikslumo ir priimtinos kainos. 3 laidų grandinė pavaizduotas centriniame brėžinyje.
- 4 laidų grandinė. Paskirtis tokia pati kaip ir 3 laidų grandinės, tačiau paklaida kompensuojama abiem matavimo laidams. Trijų laidų grandinėje laikoma, kad abiejų bandymo laidų varžos vertė yra vienoda, tačiau tikroji vertė gali šiek tiek skirtis. Keturių laidų grandinėje pridėjus dar vieną ketvirtą laidą (trumpai sujungtas su antruoju matavimo laidu.), galima atskirai gauti jo varžos vertę ir beveik visiškai kompensuoti visą laidų varžą. Tačiau ši grandinė yra brangesnė, nes reikia ketvirtojo laidininko, todėl ji turėtų būti naudojama įmonėse, turinčiose pakankamai lėšų, arba matavimo įrenginiuose, kuriuose reikia didesnio tikslumo. Keturių laidų prijungimo schema matote dešinėje nuotraukoje.
Atkreipkite dėmesį! Pt1000 varža jau yra 1000 omų, kai temperatūra lygi nuliui laipsnių. Tai galima pastebėti, pavyzdžiui, ant garo vamzdžio, kurio išmatuota temperatūra yra 100-160 °C, o tai atitinka maždaug 1400-1600 omų. Laidų varža, priklausomai nuo jų ilgio, yra maždaug 3-4 Ω, t. y. jie beveik neturi įtakos paklaidai, todėl nėra didelės prasmės naudoti trijų ar keturių laidų jungtį.
Varžinių termometrų privalumai ir trūkumai
Kaip ir bet kuris prietaisas, varžinių termometrų naudojimas turi daug privalumų ir trūkumų. Pažvelkime į juos.
Privalumai:
- Praktiškai tiesinė charakteristika;
- matavimai yra gana tikslūs (netikslumas ne didesnis kaip 1 °C.);
- kai kurie modeliai yra pigūs ir lengvai naudojami;
- prietaisų pakeičiamumas;
- veikimo stabilumas.
trūkumai:
- mažas matavimo diapazonas;
- gana žema temperatūros riba;
- Reikia naudoti specialias laidų schemas, kad būtų užtikrintas didesnis tikslumas, o tai didina diegimo išlaidas.
Varžinis termometras yra įprastas prietaisas beveik visose pramonės šakose. Lengva matuoti žemą temperatūrą nesirūpinant rodmenų tikslumu. Termometras nėra itin patvarus, tačiau priimtina kaina ir lengvas jutiklio keitimas kompensuoja šį nedidelį trūkumą.
Susiję straipsniai:
