6.4.6. Способы подключения термометров сопротивления

При измерении температуры термометрами сопротивления необходимо измерить сопротивление терморезистора, который подключается к прибору соединительными проводами. Поэтому сопротивление, подключенное к измерительному прибору, представляет собой сумму сопротивлений терморезистора и медных соединительных проводов.

Чтобы минимизировать влияние дополнительного сопротивления на результаты измерения, используют различные способы, которые зависят от схемы подключения термометра и метода измерения.

Применяется двух-, трех- и четырехпроводная схема подсоединения термометров сопротивления к измерительному прибору (рис. 6.17).

а б в

Рис. 6.17. Схемы подсоединения термометров сопротивления

Другая особенность, которая имеет место при измерении сопротивления термометра, заключается в том, что для измерения сопротивления по терморезистору должен протекать ток.

При этом согласно закону Джоуля-Ленца выделяется теплота, которая нагревает термометр до более высокой температуры, чем температура измеряемой среды, что вызывает соответствующее изменение его сопротивления.

В промышленных условиях выбирают измерительный ток таким образом, чтобы погрешность за счет самонагрева не превышала 0,1 % R₀ – сопротивления термометра при 0 °C.

6.4.6.1. Двухпроводная схема подключения

При двухпроводной схеме включения термометр сопротивления и сопротивление соединительных проводов последовательно включены в измерительную схему (см. рис. 6.17, а). Подгонка сопротивления соединительных проводов до градуировочного значения чаще всего осуществляется следующим образом.

После того как собрана схема и проложены (смонтированы) соединительные провода, последовательно с термометром и соединительными проводами включаются подгоночная катушка R_п.к (рис. 6.18) и эквивалентное сопротивление R_экв.

а б

Рис. 6.18. Схема подгонки сопротивления двухпроводной линии

Значение эквивалентного сопротивления соответствует сопротивлению термометра при определенной температуре, например 50, 100, или 250 °C. Зажимы термометра закорачивают, и ветвь измерительной схемы состоит из сопротивления реальных соединительных проводов R_л, эквивалентного сопротивления,

имитирующего сопротивление термометра при определенной температуре, R_экв и подгоночного сопротивления R_п.к (рис. 6.18, б). Затем включают измерительную схему и изменяют R_п.к до тех пор, пока измерительный прибор не встанет на отметку шкалы, соответствующую температуре, на которую рассчитано эквивалентное сопротивление.

После этого эквивалентное сопротивление либо отключается, либо закорачивается, а закоротка с зажимов термометра снимается.

Таким образом, подгоняют сопротивление соединительных проводов термометра до расчетного (градуировочного) значения.

Однако если в процессе эксплуатации температура соединительных проводов будет отличаться от их температуры при подгонке сопротивления, то и само сопротивление этих проводов будет отличаться от градуировочного значения. Погрешность, вызванная неправильностью подгонки или изменением сопротивления с температурой, независимо от диапазона измерения измерительного прибора для двухпроводной схемы подключения термометра, может быть определена из выражения

,

где t – погрешность измерения, °C; R_л^экс – значение сопротивления линии в условиях эксплуатации, Ом; R_л^грд – градуировочное значение сопротивления линии. Ом; S – коэффициент преобразования термометра в области измеряемой температуры, Ом/°C.

Для уменьшения погрешности, вызываемой несоответствием сопротивления соединительных проводов градуировочному значению, применяют трехпроводную или четырехпроводную схему подключения термометров сопротивления.