Какви фактори трябва да се имат предвид при избора на метод и инструменти за измерване на температурата

Успешното решение на контрола на температурния процес при всеки конкретен обект често се определя от правилния избор на метод за измерване и измервателно устройство. Задачата за избор на метод и измервателно устройство е доста трудна, тъй като трябва да се търси оптимално решение, като се вземат предвид многобройни, често противоречиви фактори.

Често има случаи, когато този проблем не може да бъде решен успешно и желаните температурни стойности трябва да бъдат намерени косвено, като се използват резултатите от измерванията на други физически параметри на обекта, които естествено са свързани с температурата. Основните фактори, които определят избора на метод на измерване, са описани накратко по -долу.

Измерен температурен диапазон

Този фактор е критичен. Въпреки че са известни много методи за измервания в диапазона на повишени температури, с измерването на измерената температура броят на такива методи става все по -ограничен.

Вижте:Методи и инструменти за измерване на температурата

Динамика на изследвания процес

При изучаване на променливи и особено краткосрочни топлинни процеси, топлинната инерция на термичните детектори често е значително ограничение на приложимостта на контактните методи за измерване на температурите. Възникващите в тази връзка трудности в редица случаи могат да бъдат преодолени чрез въвеждане на корекции, изчислени по подходящите методи или чрез използване на специални коригиращи устройства.

Ако обаче промяната в температурата на обекта, който се изследва, е придружена от промяна в условията на топлопреминаване, тогава наличието на топлинна инерция на термичния детектор ще доведе не само до забавяне на показанията на устройството, но и за изкривяване на формата на записаната крива на промяна на температурата.

В устройства, базирани на използването на безконтактни методи за измерване на температура, могат да се използват приемници с много кратка времева константа, като по този начин значително се разширява динамичният диапазон на измерванията. В този случай динамичните характеристики на използваното записващо оборудване се превръщат в ограничаващ фактор.

Точност на измерванията

Изискванията за точността на измерване на температурата по избраните методи съответстват на допустимата грешка на измерване на този параметър, установена от този технологичен процес.

Като се вземат предвид особеностите на температурните измервания, трябва да се има предвид, че допустимата грешка в инструменталното измерване с избрания комплект (термичен детектор с измервателно устройство) не трябва да е равна на допустимата грешка при измерване на температурата, но в някои случаи е много по -малка.

Необходимата граница на точност на измервателния комплект трябва да бъде запазена за очакваната нестабилност на характеристиките на термичния детектор, която често се среща при измерване на високи температури, както и за очакваните стойности на случайния компонент на методологичния и случаен компонент на динамичните грешки за дадени условия на измерване.

При определяне на необходимия клас на точност на използваното измервателно или записващо устройство трябва да се има предвид, че класът на точност характеризира допустимата основна грешка на устройството, изразена като процент от целия диапазон на скалата на устройството.Абсолютната стойност на допустимата грешка ще бъде еднаква във всяка точка на скалата.

Следователно устройството може да има такава стойност на основната грешка във всяка точка от скалата си. Следователно, относителната стойност на тази грешка, отнасяща се до самата измерена стойност, ще бъде толкова по -голяма, колкото по -близо е стойността на измерената стойност до началото на скалата.

Нека обясним това с пример. В измервателно устройство от клас 0.5 със скала 500 — 1500 ° C абсолютната стойност на допустимата грешка е 5 градуса във всяка точка на скалата. Стойността на основната грешка за това устройство може да достигне приемлива стойност.

Относителната му стойност в този случай може да варира от 5/1500 (0,3%) в края на скалата до 5/500 (1%) в началото на скалата. Ето защо е препоръчително да се избере измервателно устройство с такъв диапазон от промени в скалата, така че очакваните стойности на измерената стойност да се поберат в последната трета от скалата.

Ако изчисляването на относителните грешки се извършва по отношение на температурата, тогава е препоръчително да се извърши по отношение не на абсолютната стойност на температурата, а само на температурния интервал, обхващащ разглеждания процес..

Всъщност, в зависимост от скалата (градуси по Келвин или по Целзий), в която е изразена дадена температурна стойност, относителната грешка на измерването ще има различна стойност, която не може да се счита за приемлива.

Измерване на чувствителността на инструмента

При избора на измервателно устройство е необходимо да се обърне внимание на факта, че неговата чувствителност съответства на необходимата точност на измерване и осигурява необходимата времева резолюция на резултатите от изследването на променливия процес.

Мнението е погрешно, че най -чувствителното измервателно устройство може да осигури най -високата точност на измерване, което често дори не се изисква за изучаване на този процес. Използването на устройство с прекомерно висока чувствителност може да създаде невярна представа за динамиката на изследвания процес.

Такова устройство може да се окаже капризно при тези условия на работа и неговите показания ще бъдат повлияни от редица странични фактори (духане на вятър в помещението, вибрации), създавайки увеличена вариация в показанията, която не е характерна за това явление.

От друга страна, използването на устройство с много ниска чувствителност няма да позволи наблюдение на малки, но характерни за този процес колебания, в резултат на което може да възникне фалшива представа за стабилност при висока температура в този процес.

Химични взаимодействия

Когато се взема решение за възможността да се използва това устройство за измерване на високи температури на течна или газообразна среда, степента на взаимодействие, от една страна, на средата и материалите на термичния детектор, въведена в нея, често е решаваща, и на от друга страна, взаимодействието на отделни части от самия термичен детектор.

Тази група явления включва и каталитичния ефект, който се проявява върху повърхността на металите от платинова група в горивни газови смеси. Като химически инертни вещества по отношение на смеси от горими газове, платина и паладий ускоряват реакцията на компонентите на сместа с интензивно отделяне на топлина върху повърхността на катализатора, като я нагряват.

Следователно показанията на термичните детектори с платинени или паладиеви части в пряк контакт с горими смеси не характеризират равновесната температура, установена между термичния детектор и околната среда, а значително по -висока температура, причинена от каталитично нагряване.

Вижте също:Предимства и недостатъци на различни температурни сензори