Пример 1 Термо́метр сопротивле́ния

На опыте получены значения x и y, сведенные в таблицу

Найти прямую (2) по методу наименьших квадратов.

Решение. Находим:

x_i=21, y_i=46,3, x_i²=91, x_iy_i=179,1.

Записываем уравнения (8) и (9)

91a+21b=179,1,

21a+6b=46,3,

отсюда находим

a=0,98 b=4,3.

10. Метод выравнивания

2-1 Методы измереня темпераутры. термометры сопротивления

122. Методы измерения температуры

При необходимости измерять температуру в диапазонах внутри -200 - +850 гр. С обычно применяют термометры сопротивления разных типов, в которых используется эффект изменения электрического сопротивления металла от его температуры. Никелевые термометры сопротивления имеют диапазон изменения температуры -60-+180 гр. С, медные термометры сопротивления имеют диапазон изменения температуры -360-+220 гр. С, платиновые термометры сопротивления имеют диапазон изменения температуры -200-+850 гр. С. Погрешность термометров сопротивления

лежит в пределах 0,1 — 4,6 гр. С (более высокое значение погрешности при

измерении более высоких температур). Для измерения температуры в диапазонах внутри 0 -+1800 гр. С применяют разные типы термопар. Точность измерения у термопар несколько ниже, чем у термометров сопротивления и достаточно существенно зависит от температуры холодного спая термопары. Ввиду этого в преобразователе обычно производится компенсация температуры холодного спая. Сами используемые повсеместно общепромышленные температурные чувствительные элементы: термопары и термометры сопротивления подверглись за последние годы наименьшим изменениям. В зависимости от свойств измеряемой среды и конструктивного места помещения в ней чувствительного элемента, термопары и термометры сопротивления размещаются в разнообразных корпусах, варианты которых предлагают производители. Корпуса могут быть существенно разными по размерам, быть жесткими и гибкими, иметь различные способы крепления к конструкции объекта измерения, быть стойкими к химической агрессивности и абразивности среды, иметь гигиеническое исполнение, отличаться по динамическим свойствам и т. п..

Интеллектуальные датчики температуры, независимо от типа используемого в них чувствительного элемента, подразделяются на два класса:

-точечные датчики - производят измерение в одной точке объекта;

-многоточечные (многозонные) датчики - имеют в своем составе от нескольких до более десятка температурных чувствительных элементов и применяются для измерения профиля температуры в объекте или определения определенных функций от ряда температурных сенсоров (например, средней температуры объекта).

124. Термопара

Термопара — пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.

Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковых термопары, соединенных навстречу друг другу. Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т ₁, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т ₂, которое будет пропорционально разности температур Т ₁ и Т ₂.

125. Термометр сопротивления

Термо́метр сопротивле́ния — электронный прибор, предназначенный для измерения температуры и основанный на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводниковых материалов от температуры^[

2-2123. Методы измерения давления

Резистивные измерители давления.

Давление, приложенное к мембране и создающее ее прогиб, передается на резистивный элемент (пьезо- или тензорезистивный), включенный в мостик Уитстона. Изменение сопротивления этого элемента, пропорциональное приложенному на мембрану давлению, преобразуется в датчике в соответствующий электрический выходной сигнал. Если к другой (опорной) стороне сенсора приложено атмосферное давление, то датчик измеряет избыточное давление; если опорная сторона сенсора герметизирована и в ней вакуум, то датчик измеряет абсолютное давление; если к опорной стороне приложено другое измеряемое давление среды, то датчик измеряет дифференциальное давление (перепад давления).

^ Емкостные измерители давления.

Мембрана чувствительного элемента является одной из пластин конденсатора. Приложенное к мембране давление прогибает ее, что изменяет емкость между ней и второй пластиной конденсатора. Емкость преобразуется в датчике в соответствующий

электрический выходной сигнал, пропорциональный приложенному давлению.

^ Резонансные измерители давления.

Чувствительным элементом являются два монокристаллических резонатора. Под действием цепи возбуждения резонаторы колеблются с определенной частотой, которая детектируется вычислителем. Давления с одной и другой стороны датчика через разделительные мембраны прикладываются к соответствующим резонаторам, получающаяся деформация которых вызывает изменения их частот колебаний. Вычисляемая разность частот двух резонаторов пропорциональна разности давлений, приложенных к датчику.

126. Методы измерения уровня