Temperatūra ir viens no galvenajiem fiziskajiem parametriem. Ir svarīgi to izmērīt un kontrolēt gan ikdienā, gan ražošanā. Šim nolūkam ir daudz īpašu ierīču. Pretestības termometrs ir viens no visizplatītākajiem instrumentiem, ko aktīvi izmanto zinātnē un rūpniecībā. Šodien mēs jums pateiksim, kas ir pretestības termometrs, tā priekšrocības un trūkumi, kā arī sapratīsim dažādus modeļus.
Saturs
Pielietojuma zona
pretestības termometrs ir ierīce, kas paredzēta cietas, šķidras un gāzveida vides temperatūras mērīšanai. To izmanto arī beztaras cietvielu temperatūras mērīšanai.
Pretestības termometrs ir atradis savu vietu gāzes un naftas ražošanā, metalurģijā, enerģētikā, mājokļu un komunālajos pakalpojumos un daudzās citās nozarēs.
SVARĪGS! Pretestības termometrus var izmantot gan neitrālā, gan agresīvā vidē. Tas veicina ierīces izplatību ķīmiskajā rūpniecībā.
Piezīme! Termopāri tiek izmantoti arī rūpniecībā temperatūras mērīšanai, uzziniet vairāk par tiem no mūsu raksts par termopāriem.
Sensoru veidi un to raksturojums
Temperatūras mērīšana ar pretestības termometru tiek veikta, izmantojot vienu vai vairākus pretestības sensora elementus un savienošanu vadi, kas ir droši paslēpti aizsargmaciņā.
Transportlīdzekļa klasifikācija notiek precīzi atbilstoši jutīgā elementa veidam.
Metāla pretestības termometrs saskaņā ar GOST 6651-2009
Saskaņā ar GOST 6651-2009 tie izšķir metāla pretestības termometru grupu, tas ir, TS, kuras jutīgais elements ir mazs rezistors, kas izgatavots no metāla stieples vai plēves.
Platīna temperatūras mērītāji
Platinum TS tiek uzskatīti par visizplatītākajiem starp citiem veidiem, tāpēc tos bieži uzstāda, lai kontrolētu svarīgus parametrus. Temperatūras mērīšanas diapazons ir no -200 °С līdz 650 °С. Raksturlielums ir tuvu lineārai funkcijai. Viens no visizplatītākajiem veidiem ir Pt 100 (Pt - platīns, 100 - nozīmē 100 omi pie 0 ° C).
SVARĪGS! Šīs ierīces galvenais trūkums ir augstās izmaksas, kas saistītas ar dārgmetāla izmantošanu sastāvā.
Niķeļa pretestības termometri
Niķeļa TS gandrīz nekad neizmanto ražošanā šaurā temperatūras diapazona dēļ (no -60 °С līdz 180 °С) un ekspluatācijas grūtības, tomēr jāņem vērā, ka tiem ir augstākais temperatūras koeficients 0,00617 °C-1.
Iepriekš šādus sensorus izmantoja kuģu būvē, taču tagad šajā nozarē tos ir aizstājuši platīna transportlīdzekļi.
Vara sensori (TCM)
Šķiet, ka vara sensoru izmantošanas diapazons ir vēl šaurāks nekā niķeļa sensoru (tikai no -50 °С līdz 170 °С), taču tie tomēr ir populārākais transportlīdzekļa veids.
Noslēpums ir ierīces lētumā. Vara sensorie elementi ir vienkārši un nepretenciozi lietošanā, kā arī lieliski piemēroti zemas temperatūras vai ar to saistīto parametru, piemēram, gaisa temperatūras mērīšanai veikalā.
Tomēr šādas ierīces kalpošanas laiks ir īss, un vara TS vidējās izmaksas nav pārāk dārgas (apmēram 1 tūkstotis rubļu).
Termistori
Termistori ir pretestības termometri, kuru sensora elements ir izgatavots no pusvadītāja. Tas var būt oksīds, halogenīds vai citas vielas ar amfoteriskām īpašībām.
Šīs ierīces priekšrocība ir ne tikai augstais temperatūras koeficients, bet arī iespēja piešķirt nākotnes izstrādājumam jebkādu formu (no tievas tūbiņas līdz dažu mikronu garai ierīcei). Parasti termistori ir paredzēti temperatūras mērīšanai no -100 °С līdz +200 °С.
Ir divu veidu termistori:
- termistori - ir negatīvs temperatūras pretestības koeficients, tas ir, paaugstinoties temperatūrai, pretestība samazinās;
- posistors - ir pozitīvs temperatūras pretestības koeficients, tas ir, temperatūrai paaugstinoties, palielinās arī pretestība.
Pretestības termometru kalibrēšanas tabulas
Graduācijas tabulas ir kopsavilkuma režģis, pēc kura jūs varat viegli noteikt, kādā temperatūrā termometram būs noteikta pretestība. Šādas tabulas palīdz instrumentu darbiniekiem novērtēt izmērītās temperatūras vērtību atbilstoši noteiktai pretestības vērtībai.
Šajā tabulā ir īpaši transportlīdzekļu apzīmējumi. Jūs varat tos redzēt augšējā rindā. Skaitlis nozīmē sensora pretestības vērtību 0°C temperatūrā, un burts ir metāls, no kura tas ir izgatavots.
Lai apzīmētu metālu, izmantojiet:
- P vai Pt - platīns;
- M - varš;
- N - Niķelis.
Piemēram, 50M ir vara RTD ar pretestību 50 omi 0 ° C temperatūrā.
Zemāk ir termometru kalibrēšanas tabulas fragments.
| 50 M (omi) | 100 M (omi) | 50P (Omi) | 100P (omi) | 500P (omi) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °C | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °C | 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 |
Tolerances klase
Pielaides klasi nedrīkst jaukt ar precizitātes klases jēdzienu. Ar termometra palīdzību mēs nevis tieši mērām un neredzam mērījuma rezultātu, bet gan nododam faktiskajai temperatūrai atbilstošo pretestības vērtību uz barjerām vai sekundārajām ierīcēm. Tāpēc ir ieviests jauns jēdziens.
Pielaides klase ir starpība starp faktisko ķermeņa temperatūru un temperatūru, kas iegūta mērījuma laikā.
Ir 4 TS precizitātes klases (no visprecīzākajām līdz ierīcēm ar lielāku kļūdu):
- AA;
- BET;
- B;
- NO.
Šeit ir pielaides klašu tabulas fragments, pilno versiju varat redzēt GOST 6651-2009.
| Precizitātes klase | Pielaide, °С | Temperatūras diapazons, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Vara TS | Platīna TS | Niķelis TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | no -50 °С līdz +250 °С | - |
| BET | ±(0,15+0,002 |t|) | no -50 °С līdz +120 °С | no -100 °С līdz +450 °С | - |
| AT | ±(0,3 + 0,005 |t|) | no -50 °С līdz +200 °С | no -195 °С līdz +650 °С | - |
| NO | ±(0,6 + 0,01 |t|) | no -180 °С līdz +200 °С | no -195 °С līdz +650 °С | -60 °С līdz +180 °С |
Savienojuma shēma
Lai noskaidrotu pretestības vērtību, tā ir jāizmēra. To var izdarīt, iekļaujot to mērīšanas ķēdē. Šim nolūkam tiek izmantoti 3 veidu ķēdes, kas atšķiras pēc vadu skaita un sasniegtās mērījumu precizitātes:
- 2 vadu ķēde. Tajā ir minimāls vadu skaits, kas nozīmē, ka tas ir lētākais variants. Taču, izvēloties šo shēmu, nebūs iespējams sasniegt optimālu mērījumu precizitāti - termometra pretestībai tiks pieskaitīta izmantoto vadu pretestība, kas ieviesīs kļūdu atkarībā no vadu garuma. Rūpniecībā šādu shēmu izmanto reti. To izmanto tikai mērījumiem, kur īpaša precizitāte nav svarīga, un sensors atrodas tiešā sekundārā pārveidotāja tuvumā. 2 vadu parādīts kreisajā attēlā.
- 3 vadu ķēde. Atšķirībā no iepriekšējās versijas, šeit ir pievienots papildu vads, kas īsi savienots ar vienu no pārējiem diviem mērīšanas vadiem. Tās galvenais mērķis ir iespēja iegūt pievienoto vadu pretestību un atņemiet šo vērtību (kompensēt) no sensora izmērītās vērtības. Sekundārā ierīce papildus galvenajam mērījumam papildus mēra pretestību starp slēgtiem vadiem, tādējādi iegūstot savienojuma vadu pretestības vērtību no sensora līdz barjerai vai sekundārajai. Tā kā vadi ir aizvērti, šai vērtībai jābūt nullei, taču patiesībā vadu lielā garuma dēļ šī vērtība var sasniegt vairākus omi.Turklāt šī kļūda tiek atņemta no izmērītās vērtības, iegūstot precīzākus rādījumus, pateicoties vadu pretestības kompensācijai. Šāds savienojums tiek izmantots vairumā gadījumu, jo tas ir kompromiss starp nepieciešamo precizitāti un pieņemamu cenu. 3 vadu attēlots centrālajā attēlā.
- 4 vadu ķēde. Mērķis ir tāds pats kā izmantojot trīs vadu ķēdi, taču kļūdu kompensācija ir abos testa vados. Trīs vadu ķēdē tiek pieņemts, ka abu testa vadu pretestības vērtība ir vienāda, taču patiesībā tā var nedaudz atšķirties. Pievienojot vēl ceturto vadu četru vadu ķēdei (saīsināts ar otro testa vadu), ir iespējams atsevišķi iegūt tā pretestības vērtību un gandrīz pilnībā kompensēt visu pretestību no vadiem. Tomēr šī shēma ir dārgāka, jo ir nepieciešams ceturtais vadītājs, un tāpēc tiek ieviests vai nu uzņēmumos ar pietiekamu finansējumu, vai arī parametru mērīšanā, kur nepieciešama lielāka precizitāte. 4 vadu savienojuma shēma jūs varat redzēt labajā attēlā.
Piezīme! Pt1000 sensoram jau pie nulles grādiem pretestība ir 1000 omi. Tos var redzēt, piemēram, uz tvaika caurules, kur izmērītā temperatūra ir 100-160 ° C, kas atbilst aptuveni 1400-1600 omi. Vadu pretestība atkarībā no garuma ir aptuveni 3-4 omi, t.i. tie praktiski neietekmē kļūdu, un nav lielas jēgas izmantot trīs vai četru vadu savienojuma shēmu.
Pretestības termometru priekšrocības un trūkumi
Tāpat kā jebkuram instrumentam, arī pretestības termometru izmantošanai ir vairākas priekšrocības un trūkumi. Apsvērsim tos.
Priekšrocības:
- gandrīz lineārs raksturlielums;
- mērījumi ir diezgan precīzi (kļūda ne vairāk kā 1°С);
- daži modeļi ir lēti un ērti lietojami;
- ierīču savstarpēja aizvietojamība;
- darba stabilitāte.
Trūkumi:
- mazs mērījumu diapazons;
- diezgan zema mērījumu ierobežojošā temperatūra;
- nepieciešamība izmantot īpašas savienojuma shēmas, lai palielinātu precizitāti, kas palielina ieviešanas izmaksas.
Pretestības termometrs ir izplatīta ierīce gandrīz visās nozarēs. Ar šo ierīci ir ērti mērīt zemas temperatūras, nebaidoties par iegūto datu precizitāti. Termometrs nav īpaši izturīgs, tomēr saprātīgā cena un sensora nomaiņas vienkāršība sedz šo nelielo trūkumu.
Līdzīgi raksti:
