5. Вторинні прилади для вимірювання температури

Термометри опору і термоелектричні перетворювачі температури мають різні вихідні фізичні величини (у перших - електричний опір, у інших – термо-е.р.с.). Для виміру температури об'єктів у комплекті з зазначеними датчиками використовують спеціальні прилади з однозначно вимірювальною фізичною величиною. Для вимірювання незначної напруги (е.р.с.) в межах 0-100мВ використовують мілівольтметри і потенціометри, шкали яких відградуйовані в градусах Цельсія. У комплекті з термометрами опору використовують прилади, що вимірюють електричний опір (омметри). До таких приладів відносяться логометри і мости, шкали яких відградуйовані в градусах Цельсія.

Мілівольтметр, використовують для виміру температури, він є приладом магнітоелектричної системи; має рівномірну шкалу, високу точність і чутливість.

Принцип вимірювання температури мілівольтметром полягає у вимірюванні термо-е.р.с., що розвивається термопарою. Під дією термо-е.р.с. термопари в колі виникає електричний струм, який, проходить через рамку приладу, утворює магнітне поле. Взаємодія цього поля з полемо постійного магніту утворить обертаючий момент М_вр рамки з вказівною стрілкою, пропорційний термо-е.р.с. Протидіючий момент М_пр створюється двома спіральними пружинами, що одночасно є струмопровідниками до рамки. У положенні рівноваги стрілки обертаючий момент врівноважується протидіючим моментом.

Найбільше поширені типи мілівольтметрів: МР1-02 із регулюючим пристроєм; МР-64-02 і Ш4501 із дводіапазонним регулюючим пристроєм. Мілівольтметр Ш4541 виміру температури різних об'єктів машинобудівної, металургійної, хімічної й іншої галузей народного господарства, він має вбудований пристрій сигналізації обриву кола термоелектричного перетворення з контактним вихідним сигналом і мають пристрій компенсації температурі вільних кінців термоелектричного перетворення.

Термопару до мілівольтметра підключають тільки компенсаційним проводом. Основна похибка мілівольтметрів у залежності від типу приладу складає ±1 і ±1,5%.

На підприємствах застосовується цілий ряд показуючих, самописних і регулюючих потенціометрів. Самописні потенціометри мають пристрій автоматичного запису показань, запис проводиться на круговій або стрічковій діаграмах. Привід діаграм здійснюється синхронним двигуном. В залежності від кількості датчиків, що підключаються до приладу, потенціометри бувають одноточкові і багато точкові. У одноточковому приладі запис на діаграмі здійснюється ручкою, в багато точкових – друкованою кареткою, що проставляє номера датчиків.

Рис. 8.Електронні регулюючі і самописні потенціометра

а-КСП-3, б-ЕВП, в-КСП-4; 1-шкала, 2-стрілка, 3-діаграма.

До приладів, що показують і регулюють відносяться потенціометри типів ЕВП (рис. 8, б). У ЕВП встановлена обертова циліндрична шкала, прилад має коло автоматичної сигналізації і є регулюючим.

Автоматичні електронні потенціометри КСП, KBП (рис. 8,а,в) відносяться до найбільш поширених автоматичних показуючих самописних і регулюючих приладів з записом на стрічковій діаграмі. Прилади типу КСП відрізняються підвищеною надійністю в роботі, високою уніфікацією вузлів і блоків

Вторинні прилади, що працюють із термометрами опору, називаються мостами і логометрами. Елементарна вимірювальна схема мосту (рис. 9) має чотири опори Rl, R2, R3 і Rх, що утворюють плечі моста. В одну діагональ підключається джерело живлення, в іншу – чутливий вимірювальний прилад. При виконанні рівності R1·R3=R2·Rх опір у вимірювальній діагоналі (показання гальванометра) дорівнює нулю. Це рівняння називається рівнянням балансу моста.

Для вимірювання температури у вибухонебезпечних зонах застосовується прилад Ш4547.Він може бути використаний на об'єктах металургійної і хімічної промисловості , а також в інших галузях народного господарства. Прилад Ш4547 передбачений для роботи з термоперетворювачами опору (С) типу 10П, 50П, 100П, 50М. 100М. Діапазони вимірювання складає від -200^ос до +650^о, основна похибка 1%.

Практичні мостові схеми мають різноманітні технічні рішення, проте принципово невідомий опір термометра опору Rx визначається по трьох відомих опорах плечей моста: Rх=(R1·R3)/R2. Існують різноманітні типи автоматичних мостів: показуючі, самописні і регулюючі. Найбільш поширені мости показуючі: ЕВМ2, МП4 і МПР4, самописні мости з записом на дискову діаграму ЕМД, ЕМ і МЕД, самописні мости з записом на стрічкову діаграму ЕМП, МС, МСР, КСМ.

Рис. 9. Мостова схема вимірювання температури: R1–R3–плечі мосту, Rx - датчики опору, ВП – вимірювальний прилад, Е – джерело живлення

Автоматичний самописний показуючий міст КСМ має напівпровідниковий підсилювач і відрізняється високою уніфікацією вузлів і блоків.

У технологічних вимірюваннях температури об'єктів широко застосовують логометри. Логометри, подібно мостам, працюють в комплекті з термометрами опору. Вимірювальний механізм логометра представляє собою прилад магнітоелектричної системи з рухомими рамками.

По конструкції логометри випускаються показуючі і самописні, із круглими і профільними шкалами. Найбільш поширеними приладами є логометри показуючі Л-64 і логометри регулюючі ЛР-64-02 і Ш-6900. Два останні типи мають дводіапазонний регулюючий пристрій, з метою сигналізації і позиційного регулювання.

Схема і робота регулюючої частини логометра ЛР-64-02 аналогічна розглянутій схемі мілівольтметра Ш-4501. Основна похибка приладу не перевищує ±1,5 % від діапазону вимірювання. Прилад має можливість підключатися в схему вимірювання температури, по двох- і трьохпровідній схемі вмикання термометра опору.