Содержание
-
Измерение температуры. Классификация приборов. Термометры расширения. Манометрические термометры. Термоэлектрические термометры, преобразователи. Типы градуировки. Вторичные приборы. Термопреобразователи сопротивления, их свойства и принцип действия. Пирометры излучения.
-
Классификация термометров Контактные приборы и методы по принципу действия разделяются на: А)Термометры контактные волюметрические - изменение объема (volume) жидкости или газа меняется с изменением температуры. Б)Термометры дилатометрические, в которых о температуре судят по удлинению различных материалов при изменении температуры. Например- датчик это пластинка, изготовленная из двух металлов с разными температурными коэффициентами расширения и изгибающаяся при нагревании или охлаждении. В)Термопары - два разнородных, спаянных по концам проводника. При изменении температуры спая в проводниках возникает электрический ток, который и служит мерой изменения температуры. Температура измеряется по термоЭДС или по величине силы тока термопары. Г)Термосопротивления - изменение сопротивления проводника с изменением температуры. Неконтактные методы, в основе которых лежит регистрация собственного теплового или оптического излучения, можно представить следующими направлениями: А)Радиометрия - измерение температуры по собственному тепловому излучению тел. Для невысоких и комнатных температур это излучение в инфракрасном диапазоне длин волн. Б)Тепловидение - радиометрическое измерение температуры с преобразованием температурного поля в телевизионное изображение иногда с цветовым контрастом. Позволяет измерять градиенты температуры, температуру среды в замкнутых объемах, например температуру жидкостей в резервуарах и трубах. В)Пирометрия - измерение температуры самосветящихся объектов: пламен, плазмы, астрофизических объектов. Используется принцип сравнения либо яркости объекта со стандартом яркости (яркостный пирометр и яркостная температура), либо цвета объекта с цветом стандарта (цветовой пирометр и цветовая температура), либо тепловой энергии, излучаемой объектом, с энергией, испускаемой стандартным излучателем (радиационный пирометр и радиационная температура).
-
В 17 веке термоскоп был заполнен спиртом флорентийским ученым Торричелли. Прибор был перевернут шариком вниз. Действие прибора основывалось на расширении спирта при нагревании. В 1694 году Карло Ренальдини предложил принять в качестве двух крайних точек температуру таяния льда и температуру кипения воды. В 1714 году Д. Г. Фаренгейт изготовил ртутный термометр. Термометром Фаренгейта в США пользуются и до сих пор. в 1742 г., Цельсий (1701-1744 гг.) разделил интервал на 100 частей, но принял за 100°С температуру таяния льда, а за 0°С - температуру кипения воды. Возникает естественный вопрос - почему и Делиль, и Цельсий поставили шкалу "вверх тормашками"? Идея заключалась в том, чтобы при измерении низких температур избежать отрицательных значений градусов. Чем больше мороз, тем больше термометр показывал градусов холода.В 1750 г. Штремер все же "перевернул" шкалу Цельсия, и она приняла современный вид. Однако наименование "градус Цельсия" осталось.
-
Сравнение температурных шкал
-
Тепловое расширение ртути, в отличие от большинства жидкостей, - линейно! Что дает нам еще один повод использовать ртутный термометр, как более точный, нежели спиртовой или глицериновый
-
Термометры
-
Термометры расширения
-
Т ермометры расширения
РТУТНЫЙ Спиртовый комнатный термометр Схема устройства газового термометра: 1 – резервуар, заполненный газом; 2 – соединительный капилляр; 3 – манометр
-
термистор Установка термосопротивления
-
-
Схема включения в электрическую цепь термосопротивления
-
-
Термосопротивление - катушка, с намотанной тонкой (0,05 или 0,063 мм) медной или платиновой проволокой. Катушка помещается внутрь металлической гильзы с герметизирующей засыпкой или заливкой.Градуировка датчиков 50М, 50П, 100М, 100П, Pt100, 500М и 500П обозначает сопротивление в омах при 0°С
-
Подключение датчиков термосопротивления производиться по двух, трех или четырех проводной схеме. Двухпроводная схема подключения используется крайне редко, так как в этом случае сопротивление соединительных проводов вносит существенную погрешность в измерение. . Датчики термосопротивления чаще всего имеют четыре клеммы для подключения соединительных проводов.
-
Зависимость сопротивления платиновых термометров от температуры (градуировочные таблицы)
-
Зависимость сопротивления медных термометров от температуры (градуировочные таблицы)
-
-
Термоэлектрические преобразователи (ТЕРМОПАРЫ)
При нагревании двух скрученных проволок из разных металлов возникает термоЭДС, для измерения которой в цепь термопары включается измерительный прибор (милливольтметр, потенциометр). Если температура свободных концов отлична от нуля, то показания приборов будут ошибочными. Введение поправки на температуру свободных концов может производиться следующими способами: 1) применением удлиняющих термоэлектродных проводов, изготовленных из материалов, имеющих ту же термоэлектрическую характеристику,; 2) применением компенсирующего моста; 3) применением специального медного сопротивления в автоматических потенциометрах; 4) охлаждение свободных концов при постоянной температуре 0° С .
-
Схема термопары защитный чехол 1 штуцер 2 корпус 3 контактное устройство 4 с зажимами для соединения термоэлектродов 5 с проводами, идущими от измерительного прибора к термометру керамические трубки (бусы) 6
-
-
Термометры контактные волюметрические
Манометрический сигнализирующий термометр «ТКП-160Сг-М2» Соединение термобаллона с корпусом для местных термометров осуществляется в двух исполнениях: - с радиальным расположением термобаллона; - с осевым расположением термобаллона. Область применения ТКП-160-Сг-М2: Электрические отопительные котлы, водонагреватели, термостаты, масляные трансформаторы, управление температурными режимами нагревательных элементов промышленных и бытовых установок(термопластавтоматы, пресса для изготовления РТИ и пластмассы и т.п.).
-
Термометры контактные дилатометрические
Биметаллические термометры «R52» предназначены для контроля за температурой среды от нуля до ста шестидесяти градусов
-
Пластина с черным металлом расширяется сильнее, чем пластина с синим металлом, такое устройство используется в духовке. В холодильнике при повышении температуры синий металл расширяется быстрее, чем черный. Это расширение заставляет пластину сгибаться вверх, соприкасаться с контактом, для того, чтобы потек электрический ток по пластине. Длинные биметаллические пластины, наматывают в спирали. Это типичное устройство сигнализирующего термометра. С помощью наматывания очень длинной пластины термометр можно сделать гораздо более чувствительным к маленьким изменениям температуры
-
Кварцевые термометры – это преобразователи, использующие в качестве чувствительного элемента пьезоэлектрический резонатор с сильной зависимостью частоты от температуры.Измерение температуры с помощью термочувствительных кварцевых резонаторов основано на использовании анизотропии кристалла кварца. Выбирая соответствующую ориентацию среза пьезоэлемента относительно кристаллографических осей, можно изменять его термочастотную характеристику (ТЧХ).
-
Если нужно измерять температуру объекта с расстояния 4 метра, то ИК термометр с оптическим разрешением 4:1 вряд ли подойдет. Диаметр излучающей поверхности будет слишком большой, и в поле зрения термометра попадут посторонние объекты. Лучше выбрать разрешение, по крайней мере, 50:1. Однако если необходимо принимать излучение с небольшого расстояния, то лучше выбрать термометр с разрешением 4:1, т.к у него будет больше минимальная допустимая площадь излучения. Необходимо иметь ввиду, точность измерений температуры может значительно снижаться, если пользователь ошибочно нацеливает ИК термометр на большую площадь, чем площадь измеряемого объекта. У большинства современных термометров имеется специальный лазерный целеуказатель для точного наведения на объект измерения.
-
Яркостной пирометр
температуру нагретого тела сравнивают с цветом эталонной нагретой нити.
-
Радиационные пирометры
Температуру оценивают пересчетом показателя мощности теплового излучения. Если измерения производят в широкой полосе спектрального излучения, то это пирометр полного излучения.
-
Цветовые пирометры
(мультиспектральные, спектрального отношения). Температура объекта, определяется по его тепловому излучению в различных спектрах.
-
Назначение пирометра
Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях (сталелитейная промышленность, нефтепереработка).
-
Определение областей критических температур в различных производственных сферах.
-
Переносные пирометры
Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно снабжены небольшим дисплеем, отображающим графическую или текстово-цифровую информацию.
-
Стационарные пирометры
Используются для непрерывного контроля технологического процесса производства расплавов металлов и пластиков.
-
Преобразователи Преобразователь (датчик) устройство, предназначенное для переработки сигнала датчика в форму, удобную для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения.Обычно преобразуется неэлектрическая величина в электрическую преобразователи делятся на три группы:электромеханические (контактные, реостатные, тензометрические, электростатические, электромагнитные);тепловые и электрохимические (термоэлектрические, термосопротивления, электрохимические);электронные и ионизационные (электронные, ионные, ионизационные).
-
По виду получаемой выходной величины все типы преобразователей можно разделить на две группы: параметрические и генераторные.Если неэлектрическая величина преобразуется вэлектрическую (R - сопротивление, L - индуктивность, М - взаимная индуктивность, С - емкость), сприменением источника питания, то преобразователь называется параметрическим, если неэлектрическая величина преобразуется в электродвижущую силу (ЭДС), то преобразователь называется генераторным.К параметрическим измерительным преобразователям относятся: резистивные, индуктивные и взаимоиндуктивные, магнитоупругие, емкостные, электролитические, фотоэлектрические преобразователи и терморезисторы.К генераторным измерительным преобразователям можно отнести: индукционные, пьезоэлектрические, термоэлектрические и некоторые разновидности электрохимических преобразователей.
-
Указатель исполняет роль регистрирующего прибора, проградуированного в единицах измерения неэлектрической величины.По способу снятия отсчета указатели делятся на:визуальные, в качестве которых используются магнитно-электрические механизмы, электроннолучевые трубки, автоматические показывающие мосты и потенциометры, а также цифровые приборы;регистраторы, назначение которых состоит в записи измеряемой величины в том или другом виде (самопишущие приборы, светолучевые осциллографы и тому подобное).
-
Реостатные преобразователиРеостатный преобразователь преобразует механическое действие в электрическую величину, создавая зависимость:R=f(x), где R — сопротивление преобразователя.По изогнутой пластине 1 из изоляционного материала (текстолит, пластмасса), на которую намотана проволока с большим удельным сопротивлением из манганина, перемещается контактная щетка 2 поводком 5, укрепленным на оси 4,связанной с объектом измерения. Напряжение со щетки снимается через токоподвод3.
-
Принципиальные схемы индуктивных преобразователей:а - для измерения малых перемещений; б — дифференциальный преобразователь; в — для измерения больших перемещений; 1 — электромагниты; 2 — катушки; 3 — якорь
-
Проволочные преобразователи применяются непосредственно для измерения деформаций. Например, балку с наклеенными тензорезисторами R1 и R2 используют для измерения силы F или перемещений. Тогда деформация балки будет измеряться. а — схема тензометра; б — схема расположения тензометра для измерения силы и деформации; А — проволока; 1 — бумага; 2 — сварка; 3 — выводы
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.