10. Деформационные средства измерения температуры. Принцип действия дилатометрических средств.
Средство измерений температуры, предназначенное для выработки сигнала в форме, удобной для восприятия наблюдателем, автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления, называется термометром.
Деформационный термометр – термометр, в котором мерой температуры служит величина деформации приемника под влиянием тепла. Деформационные термометры — относительные; для получения абсолютных значений требуется градуировка по жидкому термометру.
К деформационным сдедствам измерения температуры относятся дилатометрические и биметаллические термометры, основанные на изменении линейных размеров твердых тел с изменением температуры.
1) Конструктивное исполнение дилатометрических термометров основано на преобразовании измеряемой температуры в разность абсолютных значений удлинений двух стержней, изготовленных из материалов с существенно различнымитермическими коэффициентами линейного расширения:
где l0, lt1, lt2 - линейные размеры тела при 0С, температурах t1 и t2 соответственно.
В силу того, что мала, дилатометрические термометры применяются в качестве различного рода тепловых реле в устройствах сигнализации и регулирования температуры.
2) Биметаллические термометры основаны на деформации биметаллической ленты при изменении температуры. Обычно применяются биметаллические ленты, согнутые в виде плоской или винтовой спирали. Один конец спирали укреплен неподвижно, второй - на оси стрелки. Угол поворота стрелки равен углу закручивания спирали, который пропорционален изменению температуры.
Биметаллические термометры обеспечивают изменение температуры с относительными погрешностями 1 - 1,5 %.
Принцип работы дилатометрических термометров:о температуре судят по удлинению различных материалов при изменении температуры. В ряде случаев датчиком служит пластинка, изготовленная из двух металлов с разными температурными коэффициентами расширения и изгибающаяся при нагревании или охлаждении.
11. Типы и номинальные статические характеристики термопар.
Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь температуры) — термоэлемент, применяемый в измерительных и преобразовательных устройствах, а также в системах автоматизации.
Типы термопар:
платинородий-платиновые — ТПП13 — Тип R;
платинородий-платиновые — ТПП10 — Тип S;
платинородий-платинородиевые — ТПР — Тип B;
железо-константановые (железо-медьникелевые) ТЖК — Тип J;
медь-константановые (медь-медьникелевые) ТМКн — Тип Т;
нихросил-нисиловые (никельхромникель-никелькремниевые) ТНН — Тип N;
хромель-алюмелевые — ТХА — Тип K;
хромель-константановыеТХКн — Тип E;
хромель-копелевые — ТХК — Тип L;
медь-копелевые — ТМК — Тип М;
сильх-силиновые — ТСС — Тип I;
вольфрам и рений — вольфрамрениевые — ТВР — Тип А-1, А-2, А-3.
В 2008 г. МЭК ввел два новых типа термопар: золото-платиновые и платино-палладиевые.
Номинальные статические характеристики (НСХ) термопар
НСХ термопары — номинально приписываемая термопаре данного типа зависимость термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) от температуры рабочего конца и при постоянно заданной температуре свободных концов, выраженная в милливольтах (мВ).
Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.
Основные НСХ термопар:
ХА (К) — хромель-алюмель;
ХК (L) — хромель-копель;
...
Хромель — сплав, состоящий из следующих элементов: Cr (8,7—10%); Ni (89—91%); примеси Si, Cu, Mn, Co.
Алюмель — сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (93—96%); Al (1,8—2,5%); Mn (1,8—2,2%); Si (0,8—1,2%).
Копель — сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (43—44%); Fe (2—3%); остальное Cu.