Автоматизация технологических процессов книга

61

Рис. 3.11. Градуировочная характеристика медного тер­ мометра сопротивления

Конструкция чувствительного элемента ТС. На рис. 3.12,

а	показана конструкция термометра сопротивления (1	- головка,
2	- штуцерная гайка, 3 - арматура, 4 - чувствительный	элемент).

63

Металлический термометр сопротивления имеет чувствитель­ ный элемент (рис. 3.12, б) в виде тонкой (диаметром 0,05 мм) проволоки 2, намотанной на слюдяную пластину 1 (или

пластмассовый цилиндр) и помещенной в защитный чехол 3.

Полупроводниковые терморезисторы (термисторы), по

сравнению с металлическими, обладают более высокой чувстви­ тельностью. Они имеют отрицательный температурный коэффи­ циент сопротивления. Полупроводниковые терморезисторы при весьма малых размерах имеют высокие значения сопротивления (до 1 МОм). Для измерения температуры наиболее распростра­ нены полупроводниковые терморезисторы типов КМТ (смесь окислов кобальта и марганца) и ММТ (смесь окислов меди и марганца).

Серьёзным недостатком термисторов, не позволяющим с дос­ таточной точностью нормировать их характеристики при серий­ ном производстве, является плохая воспроизводимость характе­ ристик (значительное отличие характеристик одного экземпляра от другого).

Полупроводниковые датчики температуры обладают высокой стабильностью характеристик во времени и применяются для измерения температур в диапазоне от -100 до 200 °С.

Чаще всего в качестве полупроводника используются окислы металлов: железа Fe, хрома Сг, марганца Мп, кобальта Со и ни­ келя Ni.

Сравнительные характеристики измерительных преобразова­ телей температуры приведены в табл. 3.3.

Т а б л и ц а 3.3

Сравнительные характеристики измерительных преобразователей температуры

	Параметр	Термопары	Термометр	Термистор
			сопротивления
	Чувствительность	10...50 мВ/°С	0,1.10 Ом/°С	0,1. .10 кОм/°С
	Стабильность во времени	0,5	0,01	1
	(дрейф в год), %
	Воспроизводимость харак­	5	0,05	0,5
	теристик, °С
	Диапазон температур, °С	- 2 0 0 . 1 6 0 0	-150...8500	-100...3500
	Линейность, %	2	1	3

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТЕРМОМЕТРОВ С О П Р О Т И В Л Е Н И Я

На рис. 3.14 показана схема включения термометра сопротив­ ления в несбалансированный мост.

Схема позволяет преобразовать величину сопротивления дат­ чика температуры в напряжение

Рис. 3.14. Схема включения термометров сопро­ тивления в несбалансированный мост

3 — 1786

Рис. 3.15. Двухпроводная схема включения термометра сопротивления:

г, - сопротивление линии связи; Ri - переменное, заранее отградуированное со­

противление

66

•Избыточного давления, давление измеряется в одной точке.

•Дифференциального давления, измеряется разность давле­ ний в двух точках системы.

По типу чувствительного элемента манометры подразделяют на следующие:

•мембранные,

•сильфонные,

•манометры с трубчатой пружиной (манометры с трубкой Бурдона).

4.2.МАНОМЕТРЫ С ТРУБЧАТОЙ ПРУЖИНОЙ

Рис. 4.1. Схема манометра с трубчатой пружиной

69

4.3. МЕМБРАННЫЕ МАНОМЕТРЫ

Под действием давления р (рис. 4.2.) металлическая мембрана 1 выгибается. Для малых перемещений (малых деформаций)

где k - коэффициент пропорциональности; R - радиус мембра­ ны; Е - модуль упругости мембраны; б - толщина мембраны; р - давление.

Перемещение центра мембраны преобразуют в электрический сигнал. Несколько способов преобразования приведены на рис. 4.3. Погрешность минимальна при р » рср. Перемещение мембраны (стрелки):

Х = (рср-р)/К,

где К - постоянный коэффициент.

Дифференциальный манометр с мембранным чувствительным элементом приведен на рис. 4.4 и 4.5. Датчик имеет две полости с давлением pi и р2 . Под действием разности давлений /?, и р2 мембрана прогибается и перемещает сердечник 4. При перемеще­ нии сердечника меняется напряжение на выходе ДТП.

Преимущества мембранных преобразователей:

•малая инерционность;

•конструктивная простота;

•малая себестоимость при производстве.

Недостатком мембранных преобразователей является то, что они могут работать только при малых деформациях. При боль­ ших деформациях характеристика преобразователя становится нелинейной.

Рис. 4.2. Схема мембранного манометра

70