4. Методы и средства измерения температуры.

Эти измерения занимают значительное место и в основном связаны с контролем отдельных технологических параметров, состоянием механизмов и установок, диагностикой объектов. Принцип действия основан на использования тепловых процессов нагрева, охлаждения и теплообмена. Кроме того тепловые преобразователи используются для косвенного измерения других величин: скорости, расхода, состав, уровень.

Средства измерений температуры

Термометрическое свойство	Наименование средства	Диапазон измерений, °С
Изменение давления рабочего вещества при постоянном объеме	Манометрические термометры: газовые жидкостные конденсационные	-150 ÷ 600 -150 ÷ 600 -50 ÷ 350
Термоэлектрический эффект (термоЭДС)	Термоэлектрические преобразователи	-200 ÷2200
Изменение электрического сопротивления	Металлические термопреобразователи сопротивления	-260 ÷ 1100
	Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления	-240 ÷ 300
Тепловое излучение	Пирометры излучения: квазнмонохроматические спектрального отношения радиационные	700 ÷ 6000 1400 ÷ 2800 50 ÷ 3500

Температура как параметр теплового процесса является функцией состояния вещества, связана с внутренней энергией тела, а через неё и другими свойствами. Принцип работы многих тепловых преобразователей основан на зависимости давления от температуры при постоянном объеме, или объема от температуры при постоянном давлении (газовые термометры). Они описываются уравнением Беркло

В таких преобразователях в качестве газа используется водород, гелий, азот, воздух; жидкости подкрашенный спирт; метал ртуть.

Температурные преобразователи принцип действия, которых основан на тепловом, линейном расширении тела. Он используется в би-металичеких и дипатометрических преобразователях для измерения температуры до 200 – 650 К.

Терморезистивные измерительные преобразователи. Принцип действия основан на изменении сопротивления проволоки (полупроводника) под действием температуры.

Ферромагнитные чувствительные элементы. При воздействии температуры изменяется магнитная проницаемость ферромагнитного материала, что приводит к изменению индуктивности обмотки ферромагнитного сердечника.

Термоэлектрические преобразователи. Принцип действия основан на возникновении термо-ЭДС в цепи состоящих из 2-х разнородных проводников (полупроводников).

5. Фотоимпульсные измерительные преобразователи перемещения.

Они представляют собой пару из источника и приёмника света. Как правило, между ними располагается диск имеющий ротардирующию маску или равномерно расположенные по длине окружности отверстия с заданным шагом. Выходной сигнал преобразователя формируется в двоичном или двоично-десятичном коде. Для формирования выходного сигнала используется фотоэлемент с внешним фотоэффектом. При прохождении луча от источника света затененной частью диска увеличивается сопротивление фоторезистора и уменьшается величина фототока в цепи, т.е. формируется ноль.

Принцип работы делится на:

1. Квантование непрерывной величины в дискретную с каким-то шагом.

2. Последовательное присваивание каждому последующему кванту значение своего последовательного номера (кода).

Вращающийся диск имеет кодированную маску с нанесенным на его кольце распределенными зонами N-элементарными секторами, каждому из которых присваивается свой код. Разряд кода наносится так, что старший разряд устанавливается на внутренней стороне сектора, а младший на внешней. Т.е. происходит кодирование выходного сигнала.

Квантование угловых перемещении определяется:

В исходном положении код диска смещен на середину нулевого сектора (на половину углового интервала). Т.О. погрешность квантования составляет δ = ± dФ_max

Основная погрешность измерения определяется как и составляет 0,2 ÷ 0,5 %. Что позволяет отнести его к особо точным и чувствительным средствам измерения. Недостатком является влияния пыли, конденсат влаги на рабочей поверхности.

Шаг расположения отверстий

Для устранения влияния окружающей среды и повышения надежности измерения угловых перемещений магнито-чувствительные элементы. Реагирующий на приближения металлического зуба рабочего колеса.

Недостатки:

1. Накопление систематической ошибки при считывании рабочих точек.