- •Н.Н. Акифьева Метрология, стандартизация и сертификация Конспект лекций
- •Часть 2. Методы и средства измерений в теплоэнергетике
- •1Измерение температуры. Физические принципы, методы и средства
- •1.1Абсолютная температура. Эталон единицы температуры.
- •1.2Международная практическая температурная шкала
- •(Мптш-68)
- •1.3Классификация технических средств измерения температуры
- •1.4Термометры расширения
- •1.4.1Стеклянные жидкостные термометры
- •1.4.2Манометрические термометры
- •1.4.3Дилатометрические и биметаллические термометры
- •1.5Термометры сопротивления
- •1.5.1Принцип действия и устройство термометров сопротивления
- •1.5.2Термометры сопротивления платиновые
- •1.5.3Термометры сопротивления медные
- •1.5.4Термометры сопротивления никелевые
- •1.6Измерительные схемы металлических термометров сопротивления
- •1.6.1Компенсационная измерительная схема
- •1.6.2Измерение сопротивления термометра мостом
- •1.6.3Измерение сопротивления термометра магнитоэлектрическим логометром
- •1.7Термоэлектрические преобразователи
- •1.7.1Принцип действия термоэлектрических преобразователей
- •1.7.2Стандартные термоэлектрические преобразователи
- •2Измерение расхода жидкостей и газов методом переменного перепада давления
- •2.1Общие сведения
- •2.2Уравнения расхода для несжимаемой жидкости
- •2.3Уравнения расхода для сжимаемой среды
- •2.4Стандартизация сужающих устройств
(Мптш-68)
Реперная точка |
Принятое значение температуры |
Оценка погрешно-сти, К |
|
|
К |
0С |
|
Тройная точка равновесного водорода |
13,8100 |
-259,3400 |
+0,01 |
Точка кипения равновесного водорода при давлении 25/76 нормального (33,33 кПа) |
17,0420 |
-256,1080 |
+0,01 |
Точка кипения равновесного водорода прия нормальном давлении |
20,2300 |
-252,8700 |
+0,01 |
Точка кипения неона |
27,1020 |
-246,0480 |
+0,01 |
Тройная точка кислорода |
54,3610 |
-218,7890 |
+0,01 |
Точка кипения кислорода |
90,1880 |
-182,9620 |
+0,01 |
Тройная точка воды |
273,1600 |
0,0100 |
Точно по определению |
Точка кипения воды |
373,1500 |
100,0000 |
+0,005 |
Точка затвердевания олова |
505,1181 |
231,9681 |
+0,015 |
Точка затвердевания цинка |
692,7300 |
419,5800 |
+0,030 |
Точка затвердевания серебра |
1235,0800 |
961,9300 |
+0,200 |
Точка затвердевания золота |
1337,5800 |
1064,430 |
+0,200 |
Эталонные термометры, для градуировки которых используются эти процессы, в свою очередь используются для градуировки поверочных и технических средств.
1.3Классификация технических средств измерения температуры
Техническое измерительное средство должно быть устойчиво к влиянию агрессивных производственных и климатических факторов, иметь воспроизводимую линейную градуировочную характеристику, желательно с отсутствием гистерезиса, достаточную чувствительность в сочетании с небольшими размерами. Технические средства измерения – средства, которые не требуют специальной подготовки и специального измерительного опыта.
Эти требования повлияли на выбор физических свойств, используемых для технической термометрии. В табл.4.2 приведена класификация приборов для измерения температуры в зависимости от используемых ими физических свойств. Перечислены типы приборов, получивших широкое распространение в практике технических измерений и, в частности, в энергетике.
Таблица 4.1.2. Основные типы промышленных преобразователей температуры
Тип преобразователя |
Используемое физическое свойство |
Вид выходного сигнала, в который преобразуется температура |
Нижний предел области применения, оС |
Верхний предел области применения, оС |
Термометры расширения |
зависимость объема или линейных размеров тел от температуры |
Визуальный, сухой контакт |
-200 |
750 |
Манометрические термометры |
зависимость давления термодинами-ческой системы от температуры |
визуальный, электричес-кий |
-150 |
600 ( до 1000 0С со специаль-ным заполне-нием) |
Термометры сопротивления проводниковые |
зависимость сопротивления проводников от температуры |
электрическое сопротивле-ние |
-260 |
750 ( в отдельных случаях до 1000 0С) |
Термометры сопротивления полупроводниковые |
зависимость сопротивления полупровод-ников от температуры |
электрическое сопротивле-ние |
для измерения сверхнизких температур, в тоv числе для создания температур-ных шкал ниже 13,81К |
1000 |
Термоэлектрические термометры |
зависимость контурной термо-э.д.с., возникающей в паре разнородных проводников от разности температур спаев
|
термо-э.д.с. |
-200 |
1300-1600 (для кратковременных измерений вплоть до 2500 0С) |
Пирометры |
зависимость энергии, излучаемой нагретыми телами от температуры |
визуальный, электричес-кий |
300 |
6000 |
На атомных, тепловых и гидроэлектростанциях широкое практическое применение находят:
термометры сопротивления;
термоэлектрические преобразователи;
стеклянные термометры;
пирометры.
Преимуществом термометров расширения жидкостных является простота конструкции и прямые показания, не требующие вторичного преобразования. Это обеспечивает минимум передаточных звеньев, а значит меньшую достижимую погрешность и меньшее количество факторов, влияющих на эту погрешность. Недостатком жидкостных термометров сопротивления является невозможность организации дистанционной передачи показаний, что важно для АСУ ТП крупной электростанции. Для АЭС невозможность организации дистанционной передачи показаний является непреодолимым препятствием к использованию измерительных приборов данного типа в необслуживаемой зоне.
Преимуществом измерительных средств прочих типов, перечисленных в табл.4.2, является возможность организации дистанционной передачи показаний, что определяет использование таких типов, как термометр сопротивления, термоэлектрический преобразователь и пирометр в качестве датчиков АСУ ТП электростанций.
Преобразователи температуры, работающие в активной зоне реакторов АЭС, при воздействии нейтронных потоков и гамма-излучения не могут быть изготовлены из платины или родия, так как эти элементы претерпевают радиоактивные превращения при взаимодействии с нейтронами, а под воздействием излучения эммитируют частицы в результате фотоэффекта и комптон-эффекта. Это ограничивает применение для измерения температуры радиоактивных сред и внутриреакторных измерений: термометров сопротивления платиновых, а также платино-родиевых и платино-платинородиевых термоэлектрических преобразователей.
(указать ГОСТ на изготовление термометров различных типов и заводы-изготовители).