Motståndstermometrar — funktionsprincip, typer och konstruktioner, användningsegenskaper

En av de mest populära typerna av termometrar i branschen är en motståndstermometer, som är en primär givare för att få ett exakt temperaturvärde som kräver ytterligare, normaliserande omvandlare eller en industriell PLC—programmerbar logisk styrenhet.

En motståndstermometer är en struktur där en platina- eller koppartråd är lindad på en speciell dielektrisk ram, placerad inuti ett förseglat skyddshölje, bekvämt i form för installation.

Driften av en motståndstermometer är baserad på fenomenet med en förändring av det elektriska motståndet hos en ledare beroende på dess temperatur (från temperaturen på föremålet som undersöks av termometern). Ledarens resistans beroende av temperatur ser generellt ut så här: Rt = R0 (1 + at), där R0 är ledarens resistans vid 0 ° C, Rt är ledarens resistans vid t ° C, och är temperaturkoefficienten för motståndet för det värmekänsliga elementet.

I processen att ändra temperaturen ändrar de termiska vibrationerna i metallens kristallgitter sin amplitud, och sensorns elektriska resistans ändras därefter. Ju högre temperatur - desto mer vibrerar kristallgittret - desto högre motstånd mot ström. Tabellen ovan visar de typiska egenskaperna för två populära motståndstermometrar.

Givarens värmebeständiga hölje är utformat för att skydda den från mekaniska skador samtidigt som temperaturen på ett föremål mäts.

På bilden: 1 — ett känsligt element tillverkat av platina eller koppartråd, i form av en spiral, placerad på en keramisk stav; 2 — porös keramisk cylinder; 3 — keramiskt pulver; 4 — skyddande yttre rör av rostfritt stål; 5 — strömöverföringsledningar; 6 — yttre skyddsrör av rostfritt stål; 7 — termometerhuvud med avtagbart lock; 8 — terminaler för anslutning av utgångsledningen; 9 — tråd till fästanordningen; 10 — en gängad hylsa för installation i en rörledning med anslutningar med en invändig gänga.

Om användaren noggrant har bestämt syftet med vilket en termisk sensor behövs och har valt en resistanstermometer (motståndstermometer), är de viktigaste kriterierna för att lösa den kommande uppgiften: hög noggrannhet (cirka 0,1 ° C), stabilitetsparametrar, nästan linjärt beroende av motståndet på ett temperaturobjekt, utbytbarhet av termometrar.

Typer och design

Så, beroende på materialet från vilket det känsliga elementet i motståndstermometern är gjord, kan dessa enheter strikt delas in i två grupper: termiska omvandlare av koppar och termiska omvandlare av platina.Sensorer som används över hela Rysslands territorium och dess närmaste grannar är markerade enligt följande. Koppar - 50M och 100M, platina - 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

De känsligaste Pt1000- och Pt100-termometrarna tillverkas genom att sputtera det tunnaste lagret av platina på ett keramiskt underlag. Tekniskt sett avsätts en liten mängd platina (ca 1 mg) på det känsliga elementet, vilket ger elementet en liten storlek.

Samtidigt bevaras egenskaperna hos platina: linjärt beroende av motstånd på temperatur, motstånd mot höga temperaturer, termisk stabilitet. Av denna anledning är de mest populära platinamotståndsgivarna Pt100 och Pt1000. Kopparelementen 50M och 100M är gjorda av handlindning av tunn koppartråd, och platina 50P och 100P genom att linda platinatråd.

Användningsegenskaper

Innan du installerar termometern bör du se till att dess typ är vald korrekt, att kalibreringsegenskaperna motsvarar uppgiften, att längden på installationen av arbetselementet är lämplig och andra designfunktioner tillåter installation på denna plats, för utomhusbruk betingelser.

Sensorn kontrolleras för yttre skador, dess kropp kontrolleras, integriteten hos sensorlindningen kontrolleras, såväl som isolationsmotståndet.

Vissa faktorer kan påverka mätningens noggrannhet negativt. Om sensorn är installerad på fel plats, stämmer inte installationens längd överens med arbetsförhållandena, dålig tätning, brott mot värmeisoleringen av rörledningen eller annan utrustning - allt detta kommer att orsaka ett fel i temperaturmätningen.

Alla kontakter måste kontrolleras, för om den elektriska kontakten i anslutningarna till enheten och sensorn är dålig, är detta fyllt med fel. Kommer det fukt eller kondens på termometerspolen, är det en kortslutning, är anslutningsschemat korrekt (ingen kompensationstråd, ingen linjeresistansjustering), stämmer kalibreringen av mätanordningen med kalibreringen av sensorn? Det här är viktiga ögonblick som du alltid bör vara uppmärksam på.

Här är de typiska felen som kan uppstå när du installerar en termisk sensor:

• Om det inte finns någon värmeisolering på rörledningen kommer det oundvikligen att leda till värmeförlust, så temperaturmätningsplatsen måste väljas så att alla externa faktorer beaktas i förväg.

• En kort eller överdriven längd på sensorn kan bidra till ett fel på grund av felaktig installation av sensorn i arbetsflödet för mediet som studeras (sensorn är inte installerad mot flödet och inte längs flödesaxeln, eftersom den bör vara enligt reglerna).

• Sensorkalibreringen överensstämmer inte med det föreskrivna installationsschemat i denna anläggning.

• Brott mot villkoret för att kompensera den parasitära påverkan av den förändrade omgivningstemperaturen (kompensationspluggar och kompensationstråd är inte installerade, sensorn är ansluten till temperaturregistreringsanordningen i en tvåtrådskrets).

• Miljöns natur beaktas inte: ökad vibration, kemiskt aggressiv miljö, hög luftfuktighet eller högtrycksmiljö. Sensorn måste uppfylla och motstå miljöförhållandena.

• Lös eller ofullständig kontakt mellan sensorterminalerna på grund av dålig lödning eller på grund av fukt (ingen tätning av ledningarna från oavsiktlig fuktinträngning i termometerhuset).