Utilizarea rezistenței termice (rezistența termică, RTD) pentru măsurarea temperaturii
Termocuplurile rezistive (rezistive senzori de temperatură Rezistență la temperaturi Detector -. RTD) Dispozitivele sunt sensibile la schimbările de temperatură a elementului de detecție, așa cum este metalele utilizate în mod obișnuit sunt cupru, nichel sau platină. Rezistența acestor senzori (de obicei 100 ohmi la 0 ° C) crește odată cu temperatura, adică polozhielny au un coeficient de temperatură al rezistenței (TCR). Comparativ cu alți senzori RTD au de înaltă precizie. Unele dintre ele permit o măsurare cu o precizie de 0,026 O C. Cele mai frecvente senzori sunt o rezistență instabilitate temporară mai mică de 0,1 O C pe an, în timp ce unele cazuri - până la 0,0025 O C pe an.
Platinum are un coeficient de temperatură (TCR) egal cu 3,911 10 -3 1 / O C, cupru - 4,3 10 -3 1 / O C. Astfel, un senzor cu o rezistență de 100 ohmi are un coeficient de temperatură de, respectiv, 0,39 ohmi / O C și 0,43 ohmi / O C. În acest sens, atunci trebuie considerate dispozitive de proiectare cu măsurarea temperaturii utilizând senzori de impedanță (compensat), rezistența firelor conductoare. În acest scop, două perechi de fire, dintre care unul servește pentru alimentarea de curent la senzor o excitație calibrat, iar al doilea - pentru măsurarea tensiunii picătură pe acesta, curentul prin acești conductori nu se scurge.
GOST 6651-78 stabilește parametrii termocuple:
Rezistență nominală la O 0 C.
Dependența de temperatură a rezistenței
Rezistența senzorului variază liniar cu temperatură:
Pentru a ține cont de efectele mai subtile, provocând o deviație mică a dependenței de temperatură a rezistenței pe o linie dreaptă, utilizează diverse aproximări. Cele mai bune rezultate oferă o aproximare Callendar-Van Dusen:
unde coeficienții sunt, de exemplu, prin metoda celor mai mici pătrate.
circuitul de măsurare a temperaturii este prezentată în Fig.1. curent Excitația este dat de „/> termocuplu. In acest caz, tensiunea de ieșire a amplificatorului diferențial este egal
„/> Independent de rezistența firelor de plumb, deoarece impedanța de intrare amplificator diferențial în aceste circumstanțe, este ușor de făcut practic infinit.
Apoi valoarea dorită a temperaturii măsurate poate fi obținută sub forma unei expresii
Fig.1. Circuit de măsurare cu patru temperatură
Puteți salva una dintre cele patru sârmă, dacă este utilizat pentru a compensa rezistența conductoarelor și „/> Watson Bridge (Fig.2.). În senzori termici tensiunea de ieșire scurtcircuitate a podului este selectat pentru a fi zero. Aceasta se realizează prin selectarea adecvată a raportului de rezistență.
„/> La cerințe reduse privind precizia măsurării și în cazul în care senzorii de temperatură sunt aranjate aproape una de alta, este schema convenabilă includerii acestora cu o sursă de energie comună de excitație (Figura 3). Dezavantajul acestui sistem este acela că o tensiune mai mică este de senzor conform schemei piedică fază pentru toți senzorii plasați mai sus. de aceea, pentru a obține rezultate bune în acest sistem, este necesară utilizarea unui amplificator cu un raport mare de respingere de mod comun.
Fig.2. Circuit cu trei fire de termocuplu
Figura 3. includerea Schema de termocupluri la o sursă comună de curent de excitație
Pentru a elimina nivelul de zgomot în semnalul de la senzorul folosind un filtru lowpass cu o lățime de bandă de 4 ... 10 Hz. Pentru a suprima în mod eficient interferența cu o frecvență de 50 Hz rețea filtru trebuie să aibă cel puțin al treilea ordin. Seria RealLab! Acesta cuprinde filtrul RL-8F3 cu caracteristicile de mai sus.
Când curentul de excitație de 1 mA și TCS 0,4 ohmi / O Coeficientul C temperatura tensiunii la senzorul de temperatură este egală cu 0,4 mV / O C. Prin urmare, pentru a atinge potențialul de rezoluție termoconductorul 0,026 O C și timp de 12 biți ADC cu LSB valoare de 2 5 mV amplificare necesar factor amplificator 240. Acest amplificator este de dorit să fie dispus în vecinătatea termocuplu. pentru a transmite semnalul amplificat este deja pe sârmă. Patru descrise-cerințe sunt îndeplinite de amplificator diferențial RL-4A200 RealLab a seriei! Amplificatorul este făcută într-un pachet separat, care vă permite să-l așezați lângă termocuplu.
Cele mai frecvente tipuri de termistoare conductoare industriale
(GOST 6651-78).
În conformitate cu GOST 6651-78 termistori sunt cinci clase de precizie. În prima clasă de platină termistor deviație precizie rezistență nu depășește ± 0,05 ohmi la 0 ° C prin Ro. Pentru măsurători tehnice utilizate în mod obișnuit rezistoare termice din clasa a doua și a treia, în care deviația nu depășește ± 0,1 ohmi sau ohmi ± 0,2, respectiv.
Punct constant pentru termometre de calibrare și pentru termocuple
Pentru a calibra termopreobrazhovteley folosiți scala internațională de temperatură practică. La această scală, temperatură exprimată în grade Celsius o C. In baza scalei sunt 6 puncte permanente majore (marcate cu asterisc în tabel). Punctele nu sunt marcate cu un asterisc aparțin scara permanente punctul secundar.
Temperatura C o
echilibru de temperatură între oxigen lichid și abur (punct de oxigen de fierbere)
echilibru de temperatură între anhidrida de carbon solid și abur
mercur temperatura de solidificare
Punctul de topire al gheții apă
Temperatura de echilibru între gheață, apă și vapori (punctul triplu) său
Punct transformare Na2 SO4 * 10H2 O
punct de fierbere
Temperatura punctului triplu al acidului benzoic
echilibru de temperatură între naftalină și vaporii săi
staniu Punct de curgere
echilibru de temperatură între vapori și benzofenonă
cadmiu Punct de curgere
Temperatura de călire plumb
echilibru de temperatură între mercur și vaporii săi
zinc Punct de curgere
Punctul de fierbere al sulfului
aluminiu Punct de curgere
Punctul de topire al argintului
Punctul de topire al aurului
Punct de curgere de cupru într-o atmosferă reducătoare
nichel Punct de curgere
cobalt Punct de curgere
paladiu Punct de curgere
Punct de curgere de platină
Se toarnă punctul de rodiu
Se toarnă punctul iridiu
tungsten Punct de curgere
Notă: Temperatura de fierbere depinde de presiune.
Relațiile dintre valorile temperaturii la diferite scări
la o scară echivalentă
x o C (scara Celsius)
x o R (Fe o scala Langmuir)
x o F (Fahrenheit)
x o K (scara Kelvin)
x o Rank (scara Rankine)