Измерение температуры.

Теоретический диапазон температур: 0 – 10¹² К;

Практический диапазон:1,5 – 10000К.

Разработана международная практическая температурная шкала (МПТШ), по которой установлен ряд контрольных точек.

• точка таяния льда 273.16К=0.01С⁰;

• точка кипения воды 373.15К=100 С⁰;

Выделяют семь шкал (участков )

1.5  4 К(супернизкие температуры): их измеряют по давлению паров гелия.

4.2  13.8 К(используют ??? терморезисторы );

13.8  273.16 К (платиновый терморезистор);

273.16  903.89 К (платиновый терморезистор от 0 до 630 С⁰);

903  1337 К (Платина-родий-платина, термопара);

1337  2800 К (термометры) ;

2800  100000 (спектральные методы);

Для измерения температуры могут использоваться разные датчики расширения (используют температурное расширение жидких, газообразных и твердых тел).

Датчики расширения.

Жидкостный датчик – термометр(ртуть, керосин, спирт) ;

Индивидуальный выход – шкала. Чаще визуальный отсчет по уровню жидкости в капилляре, но можно и с электрическим выходом(контактный датчик).

Э лектрический вывод(в стекло вводятся электроды). Если достигает определенного уровня, то цепь замыкается . Можно делать резистивный датчик, поместив в трубку резистор.

Расширение газов.

(например холодильник) с повышением температуры мембрана расширяется, включая компрессор.

Биметалический датчик.

При повышении температуры пластины изгибаются. Разный температурный коэффициент расширения.

Дилатометрическое реле.

1. Латунная трубка (_л=18*10^-6)

2. Стержень из инвара(_и=10^-6-пониженный коэф. расширения)

Струнный датчик температур.

Р азный ТКР

Терморезисторы .

Терморезисторы могут быть металлическими или полупроводниковыми.

Входная величина – температура

Выходная величина – сопротивление

Металлические бывают:

- платиновые термометры

-200 .. 650⁰С -200 .. 0⁰С

R=R₀[1+AT+BT²+C(T-100)³]

A=4*10^-3 B=-6*10^-7 C=-4*10^-12

R₀- сопротивление при 0⁰ С

- медные -50 .. 180⁰ С

R_T=R₀(1+aT)

Конструкция:

Трубка из нержавеющей стали. Коробка с крышкой с клеймами для соединения «С».

Полупроводниковые терморезисторы.

Конструкции:

R _T=Ае^В/T

Диапазон - 60 .. 125⁰С

Недостаток: большой разброс характеристик параметров.

Марки: старые: ММТ, КМТ;

Новые: РТ –резистор термозависимый

Достоинства: повышается чувствительность, могут использоваться для температурной компенсации.

Схемы включения

(неуравновешенная мостовая схема).

У этой схемы большая погрешность :

1)Показания зависят от Uп

2 )R1,R2,R3 расположены на щитке(рядом с Jк), а Rтс отдален и соединен с измерительной схемой при помощи ???.

Для избежания повышения погрешности:

1. Изменение Rдоб, установка на контрольной отметке.

П ри изменении длины линии R не меняется.

Третий провод , чтобы r_л^` и r_л были в разных плечах – этим достигается температурная компенсация

R_к– корректировочное сопротивление.

2 R_к+r_k’+r_k’’= 5 (Ом) – стандартное значение.

2. Неуравновешенный мост с логометром.

N S

логометр

Логометр – это магнитно-электрический измерительный механизм. У него две катушки (рожки), расположенные в зазоре постоянного магнита. Могут свободно вращаться. Противодействующая пружина отсутствует и угол отклонения пропорционален отношению токов в рамке:

Т. к. любой из токов зависит от напряжения одинаково, то напряжение питания сокращается в числителе и знаменателе и Rтс на зависит от Uп.

R₀ – переменный резистор для настройки нуля при различных датчиках.

R_тр – для настройки R_тс, т. е. заменяет R_тс и подгоняет сопротивления ЛС = 5 Ом.

R_тс = 2 ÷ 5 r_л