книги / Метрология, стандартизация и сертификация. Методы и средства измерения физических величин
.pdf8.2. Промышленные термопары
Термопары промышленного типа выпускаются в соответствии с ГОСТ 6616-74. Градуировочные таблицы термопар даны в ГОСТ 3044-77. Типы промышленных термопар, их обозначения, градуировки и основные параметры указаны в табл. 8.5. В ГОСТ 6616-74 приводится пять типов термопар, а стандарте СТ 1059-78 - девять.
Для измерения температур ниже -50 °С применяются термопары, например, из сплава медь-константан (до -270 °С). Для измерения темпе ратур выше 2500 °С изготавливаются термопары на основе карбидов ме таллов - титана, циркония, ниобия, таллия, гафния (теоретически до 30003500 °С) и на основе углеродистых и 1рафитовых волокон.
Связь между термоЭДС и разностью температур спаев является не линейной и может быть выражена уравнением третьей степени. При тех нических измерениях, как правило, достаточную точность обеспечивает квадратичная зависимость
As = а + ЬА/ + с(Дг)2,
где As - величина термоЭДС;
а, 6, с - постоянные коэффициенты;
A/ - разность температур спаев.
Постоянные а, 6, с зависят от природы материалов обоих электродов.
Номинальные статические характеристики термопар, представляющие за висимость термоЭДС (мВ) от температуры рабочего спая (температура свободных концов принята равной 0 °С), приведены в справочнике [1]. Для практического применения составлены таблицы номинальных градуиро вочных статических характеристик.
Градуировочные характеристики термопар основных типов (ГОСТ 3044-77) в сокращенном объеме указаны в табл. 8.6.
Библиографический список
1.Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник / Под. ред. В.В. Черенкова. Л., 1987.
2.Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения неэлек
трических величин. Л., 1983.
3.Крамарухин Ю.Е. Приборы для измерения температуры. М., 1990.
4.Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. М., 1979.
5.Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы.
М., 1978.
6. Поскачей А.А., Русин С.П. Измерение температуры на электро
технических установках. М., 1980.
7. Геращенко О.А., Гордов А.Н. и др. Температурные измерения. Ки ев, 1990.
Материал |
Обознач. типа |
Обозначение |
Класс |
|
термоэлек- |
термопары |
градуировки по точ- |
||
тродов |
СТ |
г о с т |
г о с т |
ности |
|
СЭВ |
|
6616-74 |
|
Хромель- |
|
|
х к 68 |
|
копель |
|
|
|
|
Хромель- |
К |
|
ХА«» |
|
алюмель |
|
|
|
|
Платинороднй |
S |
|
ППб8 |
1 |
(10%)- |
|
|
|
2 |
платина |
|
|
|
|
Платинородий |
В |
|
ПР-30/ббв |
|
(30%)- |
|
|
|
|
платинородий |
|
|
|
|
(6%) |
|
|
ВР-5/20-16» |
- |
Вольфрамо- |
- |
|
||
реиий (5%) - |
|
|
ВР-5/20-268 |
|
вольфрамо- |
|
|
ВР-5/20-Збв |
|
рений (20%) |
|
|
ВР-5/2068 |
|
Пределы измерения при длительном применении, °С
От -50 до + 600
От -200 до +1000
О т-50 до +1000
От 0 до + 1200
От 0 до + 1300
Максимальная |
Пределы допустимых отклонений |
|||
температура |
|
£, мВ |
CD п |
|
кратковремен Диапазон |
||||
|
|
|
о |
|
ного режима, |
температур, |
|
|
|
°С |
°С |
|
|
|
800 |
-50 ч- + 300 |
0,20 |
2,38 |
|
|
300 ч- 800 |
0,20+6-1O'4 |
2,38-5,81 |
|
|
(0-300) |
|||
|
|
|
||
1300 |
-50 + + 300 |
0,16 |
3,86 |
|
1300 |
300 + 1300 |
0,16+2-1О*4 |
3,86-10,03 |
|
(0-300) |
||||
|
|
|
||
1600 |
0 + 300 |
0,01 |
1,09 |
|
|
300+ 1600 |
0,01+2,5-10'3 |
1,09-3,70 |
|
|
|
(0-300) |
|
|
От +300 до +1600 |
1800 |
300+ 1800 |
0,01+3,310‘5 |
3,12-5,08 |
|
|
|
(0-300) |
|
От 0 до + 2200 |
2500 |
0+100 |
0,08 |
5,11 |
|
|
100+ 1800 |
0,08+4-1 О*3 |
5,11-9,74 |
|
|
|
(0-1000) |
|
От 0 до + 2500 |
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е : величины ЭДС термопар в рабочем диапазоне температур приводятся в градуировочных таблицах
9. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Давление определяется как скалярная величина, характеризующая состояние сплошной среды, и оценивается как соотношение силы, дейст вующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Единицей давления в системе СИ является паскаль, 1 Па = 1 Н/м2 Однако применяются и другие единицы: 1 ат = 1 кгс/1 см2 = 9,8-104 Па, 1 мм рт. ст. = 133,32 Па и др.
Наиболее часто необходимо измерять давление жидкостей и газов в различных технических установках, атмосферное давление на разных вы сотах, малые абсолютные давления. Диапазон измеряемых давлений от 10 до 1013 Па. При этом можно выделить измерение: 1) давления в некотором объеме или среде; 2) разности между давлением в некотором объеме и ат мосферным давлением, которое принимается за начальное; 3) разности давлений в двух объектах. В первом случае измеряют абсолютное давле ние; во втором - избыточное давление или просто давление, при этом, если давление меньше атмосферного, его называют вакуумом или разрежением. Средства измерения давления и разности давлений называются маномет рами.
Взависимости от принципа, используемого в преобразовании сило вого воздействия давления на чувствительный элемент в показания или пропорциональные изменения другой физической величины, средства из мерения давления подразделяются на жидкостные, деформационные, ио низационные и электрические.
Вжидкостных манометрах измеряемое давление или разность дав лений уравновешивается давлением столба жидкости (дистиллированная вода, спирт, ртуть). Это показывающие приборы, без выходных электриче ских сигналов.
Вдеформационных манометрах используется зависимость деформа ции чувствительного элемента от измеряемого давления. Далее деформа ция преобразуется в показания или в соответствующие изменения выход ного сигнала. Деформационные манометры подразделяются на трубчато пружинные, сильфонные, мембранные, с вибрирующим цилиндром и др.
Ионизационные манометры используют для измерения давления в диапазоне от 10'1 до 10"8 Па. Основным элементом манометра является стеклянная манометрическая лампа с патрубком для присоединения объек та. Эжектируемые катодом электроны при движении к аноду ионизируют молекулы разреженного газа. Положительные ионы попадают на отрица тельно заряженный коллектор, при этом величина коллекторного тока за висит от измеряемого давления.
К электрическим приборам для измерения давления относятся мано метры с тензопреобразователями и пьезоэлектрические. Чувствительным элементом является мембрана, на которой размещены (приклеены) прово-
Наименование |
fИасса |
1Гнп |
1Зувствит. |
1Гип выходного |
1Выходной |
IНапряжение |
IТриведенная |
1Гемпература |
датчика |
геомет- |
^датчика |
злемент, |
«мерительного |
сигнал |
iпггания |
[югрешйость, |
сжружающей |
|
)ические |
|
пределы |
зреобразователя |
|
|
с |
<>реды, °С |
|
1 |
|
измерения |
|
|
|
К |
|
1 |
размеры |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Преобразователь |
Не более |
<Сапфир-22» |
Мембрана, |
КНС-структура, |
0 -5 , |
(36 ±0,72) В |
0,25; |
1+50, |
абсолютного |
5 кг |
ДА |
2,5 кПа- |
нормирующий |
0 -20, |
|
0,5; |
1+80, |
давления |
|
|
16 МПа |
усилитель |
4 -2 0 мА; |
|
1,0 |
-50 + + 80 |
|
|
|
|
|
Л„= 1 и2,5кОм |
|
|
|
Преобразователь |
Не более |
избыточного |
9,5 кг |
давления |
|
Преобразователь |
Нс более |
разрежения |
9,5 кг |
Преобразователь |
Не более |
давления- |
9,5 кг |
разрежения |
|
Преобразователь |
Не более |
разности |
10,5 кг |
давлений |
|
Преобразователь |
Не более |
гидростатическогс> 9,5 кг давления
«Сапфир-22» |
Мембрана, |
КНС-структура, |
д а |
2,5 кПа - |
нормирующий |
|
10 МПа |
усилитель |
«Сапфир-22» Мембрана, КНС-структура,
ДВ |
2,5 - |
нормирующий |
|
100 кПа |
усилитель |
«Сапфир-22» Мембрана, КНС-структура,
ДИВ |
0-125 кПа - |
нормирующий |
|
0,1 МПа |
усилитель |
«Сапфир-22» Мембрана, КНС-структура,
ДД0-25 кПанормирующий
|
16 МПа |
усилитель |
«Сапфнр-22)> Мембрана, |
КНС-структура, |
|
ДГ |
2,5- |
нормирующий |
|
250 кПа |
усилитель |
0 - 5 , |
(36 ± 0,72) В |
0 -2 0 , |
|
4 -2 0 мА; |
|
Я„=1 и 2,5кОм |
|
0 -5 , |
(36 ±0,72) В |
0 -20, |
|
4 -2 0 мА; |
|
У?„ = 1 и 2,5кОм |
|
0 -5 , |
(36 ±0,72) В |
0 to о |
|
1 |
|
4 -2 0 мА; |
|
Л „-1 и2,5кОм |
|
0 -5 , |
(36 ± 0,72) В |
0 -2 0 , |
|
4 - 20 мА, |
|
Rn=1 и2,5кОм[ |
|
0 - 5 , |
(36 ±0,72) В |
0 to О |
|
1 |
|
4 -2 0 мА; /?„*=1и 2,5кОк1
0.25;
0,5;
1.0
0,25;
0,5;
1,0
0,25;
0,5;
1,0
0.25;
0,5;
1,0
0,25;
0,5;
1,0
1+50,
1+80, -50 + + 80
1+ 50, 1+80, -50 + + 80
1 + 50,
1 +80, -50 + + 80
1+50,
1+80, -50 + + 80
1+50,
1+80, -50++80
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
Преобразователь |
Не более |
«Сапфир-22» |
Мембрана, |
КНС-структура, |
взрывозащитного |
10,5 кг |
ЕХ |
2,5 кПа- |
нормирующий |
исполнения |
|
|
16 МПа |
усилитель |
Преобразователь |
Не более |
«Сапфнр-43» |
Мембрана, |
КНС-структура, |
избыточного дав |
12 кг |
(метран-43) |
10 кПа - |
нормирующий |
ления, давления |
|
|
40 МПа |
усилитель |
разряжения, раз |
|
|
|
|
ности давлений и |
|
|
|
|
уровня жидкости |
|
|
|
|
Преобразователь |
Не более |
«Сапфир-45» |
Мембрана, |
КНС-структура, |
избыточного дав |
10,5 кг |
|
0,06 - 16 кПа |
нормирующий |
ления, разности |
|
|
|
усилитель |
давлений |
|
|
|
|
То же, что и |
Не более |
«Сапфир- |
Мембрана, |
КНС-структура, |
«Сапфир-22» |
14 кг |
100» |
10 кПа - |
нормирующий |
(готовится к |
|
|
100 МПа |
усилитель |
выпуску) |
|
|
|
|
То же, что и |
Не более |
Расплав ДО- |
Мембрана, |
КНС-структура, |
«Сапфир-22» |
9,5 кг |
М и ДВТ-ЕХ |
2,5 кПа- |
нормирующий |
|
|
|
16 МПа |
усилитель |
6 |
7 |
0 -5 , |
(36 ± 0,72) В |
0 ю о |
|
1 |
|
4 -2 0 мА; |
|
Я„= 1и 2,5кОм |
|
0 -5 , |
(36 ± 0,72) В |
0 ю о |
|
1 |
|
4 -2 0 мА; |
|
Л„=1 и 2,5кОм |
|
0 - 5 , |
(36 ± 0,72) В |
о" 1 о |
|
п |
|
4 -2 0 мА; |
|
Rn~1 и 2,5кОм |
|
0 - 5 , |
(36 ± 0,72) В |
1 |
|
0 ы о |
|
4 -2 0 мА; |
|
Л„=1 и2,5кОм |
|
0 - 5 , |
(36 ± 0,72) В |
0 ю о |
|
1 |
|
4 - 20 мА; Л„=1 и 2,5кОм1
8
0,25;
0,5;
1.0
0,2;
0,5
0,25;
0,5
0,2;
0,25
0.25;
0,5;
1,0;
_____ L5____ .
9
1 -г-50, 1+80, -50 + + 80
1+50,
1+80
1 +50,
1+80
1+50, 1 +80
До 350
1 |
2 |
3 |
Преобразователь |
Не более |
«Старт-400» |
давления, разнос |
14 кг |
|
ти давлений, рас |
|
|
хода уровня жид |
|
|
кости (готовится к |
|
|
серийному выпус- |
|
|
ку) |
|
МДЦ-Те |
Малогабаритный |
100-110 г |
|
тепературостой- |
|
|
кий датчик давле |
|
|
ния |
|
|
Датчик давления |
75 г |
ДДИ-21 |
охлаждаемый, |
|
|
индуктивный |
|
|
4 |
5 |
6 |
7 |
Мембрана, |
КНС-структура, |
0 - 5 , |
(36 ± 0,72) В |
до 400 МПа |
нормирующий |
0 -2 0 , |
|
|
усилитель |
4 -2 0 мА; |
|
|
|
fi„=1 и 2,5кОм |
|
Акероидная Потенциометр |
3 - 12 В |
15В |
|
коробка, 0-1, 1500-3000 Ом |
|
|
|
0-12 кгс/см2 |
|
|
|
1-1500 мм |
|
|
|
рт. ст. абс. |
|
|
|
Мембрана, |
Вторичный |
|
|
0 - 11000 |
преобразователь |
|
|
кгс/см2 |
ИВП-2 |
|
|
Датчик |
0,215 кг |
ДАТ |
Анероидная Дифференци |
ишх= 0,35 х |
36 В, |
||
теплостойкий |
|
|
короб., 0 - 1 , |
альный транс |
х (Р/Р,к,„), + |
400 Гц |
|
избыточного |
|
|
0 -250 |
форматорный |
+ 4.15 |
х |
|
давления |
|
|
кгс/см2, раб. датчик |
x ( « U |
+ |
|
|
|
|
|
диапазон |
|
|
||
|
|
|
|
+ 0,5 В, |
|
||
|
|
|
20 - 30 % |
|
(0.5-5) |
В, |
|
R„= 1 кОм
8*
о о
±2.5;
±4;
±6;
Нелинейность
характерист. не более 5 %, гистерезис не более 2 %
±0,2 В
9 До 350
-60 ++150; кратковремен. 150 + 250;
-50 ++100; (/ среды 3000 °С)
-60 + +220
1 |
2 |
Датчик |
0,215 кг |
теплостойкий |
|
абсолютного |
|
давления |
|
Датчик давления |
0,185 кг |
индуктивный |
|
Датчик давления |
0,65 кг |
вибрационно- |
|
частотный |
|
Измерительный |
0,65 кг |
комплекс избыт, |
|
давления воздуха |
|
и перепада дав ления воздуха
3 ДАТ-А
ДД-ю
пдвт
ИКД-27 Дф
4 |
5 |
Мембрана, |
Дифференци |
0 - 1,6, |
альный транс |
0 -4 0 |
форматорный |
кгс/см2, |
датчик |
раб.диапазон |
|
20 - 30% |
|
Мембрана, |
Вторичный |
индуктивн. |
преобразователь |
датчик, 0-10, ИД-2И |
|
0-500 |
|
кгс/см2 |
|
Мембрана, |
Вторичный |
0 - 5, 0 - 200 регистратор |
|
кгс/см2 |
КН-2М |
Анероидная |
Стабилизатор- |
коробка, |
генератор- |
0-0,016, |
дифференц., |
0 -2 5 0 |
трансформатор- |
кгс/см2 |
выпрямитель |
6 |
7 |
Уш* = 0,35х |
36 В, |
х^/Я,,*,)^ |
400 Гц |
+4,15х |
|
X(PIPцом)"^* |
|
+0,5 В, |
|
(0,5-5) В, |
|
Ru- 1 кОм |
Питание изм. |
|
|
|
моста 10 кГц |
Частота вы |
(12 ±0,5) В |
ходного сигн. |
|
(6000±500)Гц |
|
+25%, |
|
(3000±300)Гц |
|
+25% |
|
0,8 - 8 В, |
(27+2,4) В, |
Rn= 20 кОм |
(27-3,0) В |
8 |
9 |
±0,2 В |
-60 ++220 |
Гистерезис |
±50 |
2 %, нелиней |
|
ность 5 % |
|
0,25 % |
±40 |
±3% |
-60 + +80 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Измерительный |
0,65 кг |
ИКД-27 |
1-30- 1-3000 |
Стабилизатор- |
0,8 - 8 В, |
(27+2,4) В, |
комплекс абсо |
|
Да |
мм рт.ст., |
генератор- |
Ru - 20 кОм |
(27-3,0) В |
лютного давления |
|
|
0-3,5-0-17 |
дифференц., |
|
|
|
|
|
аТа |
трансформатор- |
|
|
Измерительные |
4 кг |
м п э -м и |
Трубчатая |
выпрямитель |
0 - 5 ; 0 -20; |
220 В; |
Трубка переме |
||||||
преобразователи |
|
|
пружина, |
щает магнит с |
4 -2 0 мА, |
50 Гц |
избыт, давления с |
|
|
0 - 1,1 -60 |
катушкой. На |
1 и 2,5 |
|
компенсацией маг |
|
|
МПА |
выходе усилите |
кОм |
|
нитных потоков |
|
|
|
ля появляется |
|
|
|
|
|
|
сигнал, усилива |
|
|
|
|
|
|
ется и преобра |
|
|
|
|
|
|
зуется в выход |
|
|
|
|
|
|
ной пост, токо |
|
|
|
|
|
|
вый сигнал, ко |
|
|
|
|
|
|
торый, протекая |
|
|
|
|
|
|
в устройстве об |
|
|
|
|
|
|
ратной сязи, со |
|
|
|
|
|
|
здает компенси |
|
|
Перепадомер с |
6 кг |
д с э - м |
Сильфон |
рующий поток |
0 - 5 мА, |
220 В, |
То же |
||||||
компенсацией |
|
|
1 - 4 кПа |
|
Ru= 2,5 кОм |
50 Гц |
магнитных |
10,5 кг |
д м э -м |
Мембранная |
То же |
0 - 5 мА, |
220 В, |
потоков |
|
|
коробка, |
|
Rxt= 2,5 кОм |
50 Гц |
4 кПа - ! 1,6 МПа
8 |
9 |
±3 |
-60 ++80 |
±0,6; 1; 1.5 |
5+60 |
1; 1,5 |
5 + 60 |
1; 1.5 |
-30 + +60 |
1 |
2 |
3 |
Дифференциатор |
6,5 кг |
д ц |
давления |
|
|
Измерительный |
Не более |
и п д |
преобразователь |
18 кг |
|
давления |
|
|
Частотный |
|
|
манометр |
|
|
Датчик давления |
6 кг |
д д к |
кодовый |
|
|
Датчик давления |
2 кг |
ДЦЧ |
частотный |
|
ЕПД-6, |
Емкостный датчик |
|
|
избыточного дав |
|
ДСЕ-001, |
ления, абсолют |
|
ДСЕ-087 |
ного давления |
|
|
4 |
5 |
6 |
7 |
Пьезопреоб Усилитель пье |
0 - 5; 0 - 20; |
220 В, |
|
разователь, |
зотока |
4 -2 0 мА |
50 Гц |
0 -0,1, |
|
|
|
0 - 0,25 |
|
|
|
МПа/с |
|
|
|
Сильфон |
Электрическая |
0 - 1 ,0 - 10В, |
220 В, |
1кПа- |
силовая |
RH= 1,5 кОм |
50 Гц |
16 МПа |
компенсация |
|
|
Вибрирую |
Емкостный съем |
/о =4800 Гц, |
|
щий ци |
колебаний |
fx=0,25 Гц, |
|
линдр, |
цилиндра, элек |
|
|
(0+5)-105 Па |
тромагнитное |
|
|
0,1 - 160 |
возбуждение |
Двоично |
-12 и 6 В |
|
|||
МПа |
|
рефлексный |
|
|
|
ход |
|
8 |
9 |
± 10 |
5 + 60 |
±0,06; 10 + 35
0,1;
0,25
0,01
1; 1,5 |
-50 -г +50 |
0,1-160 |
- |
/о = 2000 Гц, |
12 В |
2,5 |
-50 + +50 |
МПа |
Автогенератор |
&= 1000 Гц |
|
0,06 |
|
Мембрана с |
|
|
|
||
жестким |
|
|
|
0,05 |
|
центром, |
|
|
|
0,32 |
|
Со- 4,9 ПФ, |
|
|
|
|
|
Сх=5,4 ПФ |
|
|
|
|
|