Резистентни термометри — принцип на действие, видове и конструкции, особености на използване

Един от най -популярните видове термометри в индустрията е термометър за съпротивление, който е първичен преобразувател, за да се получи точна температурна стойност, от която се изисква допълнителен, нормализиращ преобразувател или промишлен PLC — програмируем логически контролер.

Съпротивителен термометър е структура, в която платинена или медна жица е навита върху специална диелектрична рамка, поставена вътре в запечатан защитен калъф, удобна по форма за монтаж.

Работата на термометър за съпротивление се основава на явлението промяна в електрическото съпротивление на проводник в зависимост от неговата температура (от температурата на обекта, изследван от термометъра). Зависимостта на съпротивлението на проводника от температурата като цяло изглежда така: Rt = R0 (1 + at), където R0 е съпротивлението на проводника при 0 ° C, Rt е съпротивлението на проводника при t ° C, и е температурният коефициент на съпротивление на термочувствителния елемент.

В процеса на промяна на температурата топлинните вибрации на кристалната решетка на метала променят своята амплитуда и съответно се променя електрическото съпротивление на сензора. Колкото по -висока е температурата — колкото повече кристалната решетка вибрира — толкова по -високо е съпротивлението на тока. Таблицата по -горе показва типичните характеристики на два популярни термометъра за съпротивление.

Топлоустойчивият корпус на сензора е проектиран да го предпазва от механични повреди, докато измерва температурата на обект.

На снимката: 1 — чувствителен елемент, изработен от платина или медна тел, под формата на спирала, разположен върху керамичен прът; 2 — порест керамичен цилиндър; 3 — керамичен прах; 4 — защитна външна тръба от неръждаема стомана; 5 — токопредавателни проводници; 6 — външна защитна тръба от неръждаема стомана; 7 — глава на термометър с подвижен капак; 8 — клеми за свързване на изходния проводник; 9 — проводник към фиксиращото устройство; 10 — втулка с резба за монтаж в тръбопровод с връзки с вътрешна резба.

Ако потребителят е определил точно целта, за която е необходим термичен сензор, и е избрал точно термометър за съпротивление (термичен преобразувател на съпротивление), тогава най -важните критерии за решаване на предстоящата задача са: висока точност (около 0,1 ° C), стабилност параметри, почти линейна зависимост на съпротивлението от температурен обект, взаимозаменяемост на термометрите.

Видове и дизайн

Така че, в зависимост от материала, от който е направен чувствителният елемент на термометъра за съпротивление, тези устройства могат да бъдат строго разделени на две групи: медни термични преобразуватели и платинени термични преобразуватели. Сензорите, използвани навсякъде на територията на Русия и нейните най -близки съседи, са маркирани, както следва. Мед — 50M и 100M, платина — 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

Най-чувствителните термометри Pt1000 и Pt100 са направени чрез пръскане на най-тънкия слой платина върху керамична основа-субстрат. Технологично се постига отлагане на малко количество платина (около 1 mg) върху чувствителния елемент, придавайки на елемента малък размер.

В същото време се запазват свойствата на платината: линейна зависимост на съпротивлението от температура, устойчивост на високи температури, термична стабилност. Поради тази причина най -популярните преобразуватели на съпротивление от платина са Pt100 и Pt1000. Медните елементи 50M и 100M са направени чрез ръчно навиване на тънка медна тел, а платината 50P и 100P — чрез навиване на платинена тел.

Характеристики на използване

Преди да инсталирате термометъра, трябва да се уверите, че неговият тип е избран правилно, че характеристиката на калибриране отговаря на поставената задача, дали дължината на монтажа на работния елемент е подходяща и други конструктивни характеристики позволяват инсталирането на това място, за при външни условия.

Сензорът се проверява за външни повреди, проверява се тялото му, проверява се целостта на намотката на сензора, както и изолационното съпротивление.

Някои фактори могат да повлияят отрицателно на точността на измерването. Ако сензорът е инсталиран на грешното място, дължината на монтажа не съответства на условията на работа, лошо уплътнение, нарушение на топлоизолацията на тръбопровода или друго оборудване — всичко това ще доведе до грешка при измерването на температурата.

Всички контакти трябва да бъдат проверени, защото ако електрическият контакт във връзките на устройството и сензора е лош, това е изпълнено с грешка. Попада ли влага или конденз върху намотката на термометъра, има ли късо съединение, правилна ли е схемата на свързване (без компенсационен проводник, без регулиране на съпротивлението на линията), съответства ли калибрирането на измервателното устройство на калибрирането на сензора? Това са важни моменти, на които винаги трябва да обръщате голямо внимание.

Ето типичните грешки, които могат да възникнат при инсталирането на термичен сензор:

• Ако на тръбопровода няма топлоизолация, това неизбежно ще доведе до топлинни загуби, поради което мястото за измерване на температурата трябва да бъде избрано така, че всички външни фактори да бъдат взети предвид предварително.

• Къса или прекомерна дължина на сензора може да допринесе за грешка поради неправилно монтиране на сензора в работния поток на изследваната среда (сензорът не е инсталиран срещу потока, а не по оста на потока, както би трябвало да е според правилата).

• Калибрирането на сензора не съответства на регламентираната схема за монтаж в това съоръжение.

• Нарушаване на условието за компенсиране на паразитното влияние на променящата се температура на околната среда (компенсаторни щепсели и компенсационен проводник не са инсталирани, сензорът е свързан към устройството за запис на температура в двупроводна верига).

• Естеството на околната среда не се взема предвид: повишени вибрации, химически агресивна среда, висока влажност или среда с високо налягане. Сензорът трябва да отговаря и да издържа на условията на околната среда.

• Разхлабен или непълен контакт на клемите на сензора поради лошо запояване или поради влага (няма запечатване на окабеляването от случайно проникване на влага в корпуса на термометъра).