Раздел 1
Методы и средства измерений температуры
Лекция 2
Термометры сопротивления
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
34 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Средства измерения температуры
Контактные Бесконтактные
волюметрические (изменение объема)
стеклянные термометры 
манометрические термометры
дилатометрические (изменение длины)
биметаллические термометры
термосопротивления (изменение сопротивления)
термоэлектрические (изменение термо ЭДС)
пирометрические |
спектрального отношения |
полного излучения |
монохроматические |
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
35 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Принцип действия:
зависимость сопротивления материала от температуры
Определение температуры:
выходным сигналом является сопротивление, поэтому необходим вторичный прибор
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
36 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Требования к материалам
Основные
•стабильность градуировочной характеристики
•воспризводимость градуировочной характеристики
Дополнительные
•высокий температурный коэффициент электрического сопротивления
•линейность градуировочной хар-ки
•большое удельное сопротивление
•химическая инертность
Вильям Сименс
Разработчик теории термометров сопротивления и первый наладивший серийное их производство в 1874
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
37 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Типы термометров сопротивления:
•ТСП (платиновые)
•ТСМ (медные)
•ТСН (никелевые)
Основные характеристики:
R |
|
1,5,10,50,100,500,1000 – сопротивление при 0 оС |
||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dRt |
|
R |
- температурный коэффициент сопротивления |
|||
|
|
|
dt |
|
t |
(чувствительность) |
||
|
|
|
|
|
|
|||
R R |
1 t |
- номинальная статическая характеристика |
||||||
t |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
R |
- отношение сопротивлений при 0 и 100 оС |
|||
|
|
|
100 |
|
(показатель степени чистоты металла) |
|||
|
|
|
R0 |
|||||
100 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
Rt |
|
R0 Wt |
- номинальная статическая характеристика |
|||||
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
38 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Обозначение по ГОСТ Р 50353-92:
Обозначение состоит из R0 и типа материала П, М или Н
•ТСП (платиновые)
1П, 5П, 10П, 50П, 100П, 500П, 1000П Pt 100, Pt 500, Pt 1000
•ТСМ (медные)
10М, 50М, 100М Cu 50, Cu 100
•ТСН (никелевые)
50Н, 100Н, 500Н, 100Н Ni 100, Ni 1000
Ричард Кюх
В 1906 году получил первый патент на платиновый проволочный термометр сопротивления
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
39 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Основные характеристики
Тип |
ТСП (платиновый) |
|
ТСМ (медный) |
||||||||||
Класс точности |
A |
|
|
B |
C |
A |
|
|
B |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон |
|
|
|
|
-100 … 300 оС |
|
|
|
|
|
|
|
|
применения |
-200…650 оС |
|
-200…650оС |
850 … 1100 оС |
-50 … 120 оС |
|
-200 … 200 оС |
|
-200… 200 оС |
||||
Точность |
0,15+0,002ItI |
|
0,3+0,005ItI |
0,6+0,008ItI |
0,15+0,0015ItI |
025+0,0035ItI |
|
0,5+0,0065ItI |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальное |
1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000 |
|
|
|
10, 50, 100 |
|
|
||||||
сопротивление R0 |
|
|
|
|
|
||||||||
Степень |
1, 385 или 1, 391 |
|
1, 426 или 1, 428 |
|
|||||||||
чистотоы W100 |
|
|
|||||||||||
Статическая |
|
Нелинейная |
R |
|
|
Линейная |
|
||||||
R =R |
(1+αt+βt2) |
=R |
(1+αt)=R |
(1+0,00428t) |
|||||||||
характеристика |
|||||||||||||
|
|
t |
0 |
|
|
t |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
Химическая |
|
|
|
|
|
подвержены интенсивному |
|||||||
|
|
высокая |
|
|
|
|
окислению |
|
|||||
инертность |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
40 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Точность измерений
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
41 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Конструкция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
типы конструкций |
|
|
проволочные ТПС |
|
полупроводниковые ТПС |
1 – защитная арматура
2 – термоэлемент
3 – установочный штуцер
4 – головка электрческих
соединений 5 – слюдяной каркас
6 – обмотка из платиновой проволоки 7 – выводы
Стержневой
1 – эмалир. цилиндр
2 – контактные колпачки
3 – выводы
4 – стеклянный изолятор
5 – металлич фольга
6 – защитная арматура
Бусинковый
1– чувствит. элемент
2– электроды
3– выводы
4- стеклянная оболочка
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
42 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Конструкция
Присоединительный
штуцер
Чувствительный
элемент
•ТПС (Pt, Ni)
•Термистор
Защитная
арматура
Электрический
разъем
Контакты
Силиконовая подложка
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
43 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Конструкция
Чувствительный
элемент
(РАЗОБРАНО)
Корпус |
|
Монтажная |
|
Клеммный |
|
Клеммная |
|
Верхняя крышка |
|
|
гайка G3/8 |
|
разъем |
|
коробка |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Платиновый |
|
|
|
|
Пластиковая |
|
Соединительные |
||
термопреобразователь |
|
|
||
сопротивления Pt1000 |
|
подложка |
|
провода |
|
|
|
|
|
L=10 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
44 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Конструкция. Полупроводниковые чувствительные элементы.
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
45 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Конструкция. Полупроводниковые и тонкопленочные чувствительные элементы.
PTC |
NTC |
Pt100 |
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
46 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Методы измерения сопротивления термопреобразователей:
•потенциометрический (по падению напряжения на ТПС)
•мостовые методы (схема Уитсона)
•с помощью логометров (магнитоэлектрический принцип)
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
47 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Потенциометрический метод измерения сопротивления (по падению напряжения на ТПС)
|
|
|
Uпит |
I Uб |
|
|
I |
|
Rx |
Rб |
|
||
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
R Ut |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
x |
Uб |
б |
|
|
ИП |
ИП |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Ut |
Uб |
|
|
|
Если Uпит стабилизированное, то ток постоянен и при большом входном сопротивлении будет:
Rx UIt
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» доцент, к.т.н. Цыпин А.В.
Rб – образцовый резистор с известным сопротивлением
Ut – падение напряжения на ТПС
Uб – падение напряжения на образцовом резисторе – по нему определяют ток.
Uпит.стаб
I |
|
Rx |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
ИП
Ut
48
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Потенциометрический метод измерения сопротивления (по падению напряжения на ТПС)
Важно:
Используется четырехпроводная схема подключения.
Для измерения Ut используют потенциометр с компенсационным методом измерения, поэтому в момент измерения ток в соединительных проводниках 2 и3 равен 0 и, следовательно сопротивление подводящих проводов не влияет на результат.
Достоинства
•высокая точность
•возможность использования информативного сигнала по напряжению
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
49 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Потенциометрический метод измерения сопротивления.
Прибор РП 160 «Технограф»
|
|
2мА |
Uвых=0…1В |
|
||
|
|
|
|
|||
Rt |
Uвх |
входной + |
суммир. |
± U схема упр. |
||
усилитель |
усилитель |
двигателем |
||||
|
||||||
|
|
|
|
|
ШД |
|
1В
+реохорд
Через 1 пару проводов к ТПС проводится стабилизированный ток 2 мА. С другой пары снимается Uвх, которое подается на входной усилитель. На выходе входного усилителя сигнал постоянного тока с напряжением изменяющимся в диапазоне 0 – 1В (0В – нижний предел, 1В – верхний предел измерения температуры). С входного усилителя сигнал поступает на суммирующий усилитель.
На другой вход суммирующего усилителя подается потенциал с движка реохорда, который питается стабилизированным напряжением 1В. Разность потенциалов U поступает на вход схемы управления шаговым двигателем и в зависимости от знака двигатель перемещает стрелку в ту или иную сторону до того момента пока U не станет =0.
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
50 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Влияние сопротивления соединительных проводов.
Важно:
Очевидным источником дополнительной систематической погрешности является изменение
сопротивления соединительных проводов.
Для минимизации влияния этого источника погрешности используют 3 – и 4 – проводные схемы
подключения.
Высокоомные термометры сопротивления (Pt 1000) практически не подвержены влиянию сопротивления
соединительных проводов
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
51 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Влияние сопротивления соединительных проводов.
|
|
Rx =100 Ом |
|
|
ТПС подключен 2 медными проводниками длиной |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100м и площадью сечения 0,5 мм2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельное сопротивление кабелей в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Сопротивление |
|
|
зависимости от поперечного сечения: |
|||||
|
|
|
|
|
0,25 мм2 |
= 0,09 |
Oм/м |
||||
|
|
|
проводов |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
0,5 мм2 |
= 0,04 |
Oм/м |
||||
|
|
|
2 x 4 Ом |
|
|
||||||
|
|
|
108 Ом при 0°C |
|
|
0,75 мм2 |
= 0,025 Oм/м |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Rл l 0,04 100 4Ом
Rполное Rt 2Rл 100 2 4 108ОмR Rполное Rt 108 100 8Ом tизм 20,780 C
t 20,780 C
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
52 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Влияние сопротивления соединительных проводов.
Rx =100 Ом
Сопротивление
проводов
2 x (4+0,856) Ом
109,712 Ом при 0°C
Введена каким либо образом поправка на номинальное сопротивление соединительных проводов
Температура проводов под действием окружающей среды увеличилась с 0 до 50 оС
Rлt Rл0 1 0,00428t 4 1 0,00428 50 4,856ОмR 2 Rлt Rл0 2 4,856 4 1,712Ом
tизм 4,450 Ct 4,450 C
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
53 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений температуры
Влияние сопротивления соединительных проводов
|
|
Двухпроводная схема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Трехпроводная схема |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
R6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
R6 |
6 |
|
I |
|||||||||||||||||
|
|
Rpt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
+ R |
) |
|
|
U6 |
|
|
|
Rpt |
Справедливо если R6 = R3 U6 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Ошибка = (R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
6 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 |
4 |
|
U4 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
R = Rpt + (R6 + R3) = V6/I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R = Rpt = (U6 – 2 * U4)/I |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Четырехпроводная схема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R6 |
6 |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rpt наиболее точный |
U5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 |
4 |
|
U4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R= Rpt = (U5 – U4)/I
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
54 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Мостовые методы измерения сопротивления Неуравновешенный мост (дифференциальный метод измерений)
|
|
Uпит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I1 |
R1 |
|
R2 |
|
Ucd 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
Ucd f Rx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Uвых |
|
Rпит 0, Rип , Iпит |
|
0 |
|
|
|
|||||
|
Rx |
ип |
b |
Ucd I1Rx |
I2 R1 |
Uпит |
Uпит |
|
R1 |
||||||
a |
|
R3 |
|
R R |
Rx R R |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
3 |
1 |
2 |
|
I2 |
|
c |
|
|
Ucd Uпит |
Rx R1 Rx R2 R1Rx R1R3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Rx |
R3 R1 R2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Uпит Rx R2 R1R3 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Uвых R |
x |
R |
R |
R |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
55 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Мостовые методы измерения сопротивления Неуравновешенный мост (дифференциальный метод измерений)
|
|
Uпит |
|
|
I1 |
R1 |
|
R2 |
Достоинства |
d |
|
|||
|
|
|
• простота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых |
• информативный сигнал по напряжению |
a |
|
ип |
b |
|
Rx |
|
R3 |
Недостатки |
|
|
|
|||
I2 |
|
c |
|
• нелинейная зависимость Uвых(Rx) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• зависимость выходного сигнала от |
|
|
|
|
напряжения питания Uвых=f(Uпит) |
|
|
|
|
• погрешность моста не может быть |
|
|
|
|
меньше погрешности измерительного |
|
|
|
|
прибора |
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
56 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Мостовые методы измерения сопротивления Уравновешенный мост (компенсационный метод измерений)
|
|
Uпит |
I1 |
R1 |
d |
|
|
|
a |
Rx |
|
|
|
|
I2 |
|
c |
|
|
Мост уравновешен
|
|
|
|
|
Ucd 0 |
|
|
|
I1Rx I2 R1 |
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
R2 |
|
|
|
|
Iнп 0 |
|
|
|
I1Rмаг I2 R2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rx |
|
|
R1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
маг |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rx R2 |
R1Rмаг |
||||||
Rмаг |
|
|
b |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Rx Rмаг |
|
R1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
Если мы будем изменять Rмаг так, что оно будет равно Rx, то напряжение в измерительной диагонали станет равно 0 и мы сможем определить Rx по значению Rмаг
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
57 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Мостовые методы измерения сопротивления Уравновешенный мост (компенсационный метод измерений)
|
|
Uпит |
|
|
|
I1 |
R1 |
|
R2 |
|
Достоинства |
d |
|
• линейная зависимость Uвых(Rx) |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• Uвых≠f(Uпит) |
a |
|
|
|
b |
• нуль-прибор не влияет на точность |
Rx |
|
Rмаг |
• высокая точность магазина |
||
|
|
||||
|
|
|
сопротивлений |
||
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
c |
|
|
•Недостатки |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• сложность передачи и регистрации |
|
|
|
|
|
информативного сигнала |
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
58 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Мостовые методы измерения сопротивления
Уравновешенный мост (компенсационный метод измерений)
Влияние сопротивления соединительных проводов
|
|
Uпит |
|
|
|
Uпит |
|
|
|
I1 |
R1 |
R2 |
|
|
R1 |
R2 |
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
d |
|
|
|
a |
|
b |
|
a |
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Rмаг |
|
|
|
Rмаг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I2 |
|
c |
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
Rx |
R |
Rл |
Rл |
Rx |
R |
|
|
|
л |
л |
|
|
л |
Rл R2 |
R1 |
Rл Rмаг |
||
|
|
|
|
|
|
Rx |
|
|
R |
|
2 R R |
R R |
|
Rx Rмаг |
R1 |
|
Rмаг |
Rл Rл |
|
|
|
|
x |
л |
2 |
1 маг |
|
|
||||
|
|
|
R |
R |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Rx |
Rмаг |
R1 |
2 Rл |
|
2 |
|
2 |
|
||
|
|
Rмаг R2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
R2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rx Rмаг |
R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
2 |
|
|
|
|||||||
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
59 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Мостовые методы измерения сопротивления Автоматический уравновешенный мост
Rн |
Uпит |
R3 |
|
|
|
U |
усили- |
РД |
|
|
|
|
тель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rл |
|
Rt |
R |
|
|
|
|
R |
R1 |
|
R2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
л |
|
|
|||||||
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Условия равновесия
Rл – распределенное сопротивление линий связи
R1, R2, R3 – постоянные сопротивления
Rн - сопротивление начала шкалы
Rпр – сопротивление реохорда с шунтом
m= 0…1 – доля реохорда
U – сигнал рассогласования на входе усилителя (в равновесном состоянии равно0)
Rt Rл RН 1 m Rпр R2 R1 Rл R3 mRпр
t↑→Rt↑→ U≠0↓→реверсивный двигатель ↑m→ U ↑→ U=0 →РД останавливается
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
60 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Нормирующие преобразователи сигнала термометров сопротивления Аналоговый преобразователь
Rл
Rл
Rt
Rл
Rп |
|
R2 |
0…1В |
|
|
Rп |
Uпит.стаб |
|
Uим УСвх |
УГР |
Ф |
|
|
|
|
||
Rп |
R4 |
R1 |
неуравновешенный |
|
|
|
R3 |
|
|
||
|
|
измерительный мост |
|
||
U |
Iвых |
|
|
21 УСвых |
|
|
|
R |
R |
н |
|
|
ос |
|
Нормирующий преобразователь
Rл – распределенное сопротивление линий связи
Rп –сопротивления для подгонки сопротивлений линий связи R1, R2, R4 – сопротивления моста (плечи моста)
R3 – корректор нуля Rн – нагрузка
Uпит.стаб. – напряжениее питания моста стабилизированное Uим – напряжение на выходе измерительного моста УСвх – входной усилитель
УГР – устройство гальванического разделения для защиты от помех Ф – фильтр для подавления помехи переменного напряжения
УСвых – выходной дифференциальный усилитель
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» доцент, к.т.н. Цыпин А.В.
t↑ → Rt↑→ Uим≠0
UУСвх=0…1 В ↑
U=UУСвх-IвыхRос≠0↑
Iвых↑ → U↓=0
61
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Нормирующие преобразователи сигнала термометров сопротивления Цифровой преобразователь. Siemens Sitrans T
ИТ
|
А |
Ц |
Rt |
М У Ц |
мп ГР А |
|
П |
П |
|
К |
УСг |
|
КУ |
СД |
КН 
ИТ – источник стабилизированного тока |
К – канал контроля и коррекции характеристик прибора |
|
М – мультиплексор |
||
(дрейф нуля) |
||
У – усилитель |
||
КУ – канал управления для программирования и опроса |
||
МП – микропроцессор |
||
параметров по протоколу RS232 |
||
ГР – гальваническое разделение |
||
КН – корректор начального уровня сигнала для учета |
||
УСг – сигнализация отклонения измеряемой величины |
||
параметров линий связи |
||
СД – светодиод системы диагностики |
||
|
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
62 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Нормирующие преобразователи сигнала термометров сопротивления Цифровой преобразователь. Danfoss MBT 9110
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
63 |
|
Методы и средства измерений температуры Термометры сопротивления
Нормирующие преобразователи сигнала термометров сопротивления Цифровой преобразователь. Danfoss MBT 9110.
Перепрограммирование параметров преобразователя
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
64 |
|