Термометр сопротивления представляет собой измерительное устройство, состоящее из термопреобразователя сопротивления (ТС), электроизмерительного прибора и проводов, соединяющих их между собой в единое целое. Термометры сопротивления широко применяются во всех отраслях пищевой промышленности для измерения температуры в достаточно широком диапазоне (от —100 и ниже и до +650°С).
Термопреобразователи сопротивления
Измерение температуры с помощью термопреобразователей сопротивления (ТС) основано на использовании зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры:
R = f(t).Вид этой функции зависит от природы материала термопреобразователя сопротивления. Для изготовления металлических ТС применяются только чистые металлы, отвечающие следующим основным требованиям:
1. Нейтральность к измеряемой среде.
2. Высокий и неизменный температурный коэффициент электрического сопротивления для металлов, используемых в ТС, температурные коэффициенты принято определять в интервале. 0—100°С (в 1/°С):
|
|
3. Изменение сопротивления с изменением температуры по прямой или плавной кривой без резких отклонений и гистерезиса, т. е. монотонная зависимость сопротивления от температуры.
4. Большое удельное электрическое сопротивление.
Указанным требованиям в определенных температурных интервалах отвечают платина, медь, никель, вольфрам и железо. ТС могут изготовляться из полупроводниковых материалов. Преимуществом полупроводниковых термопреобразователей сопротивления — терморезисторов — является большой температурный коэффициент сопротивления [(Зч-4) 10~2 1/°С], вследствие чего из них можно изготовлять ТС малых размеров, а следовательно, с малой тепловой инерцией. Их недостатками является плохая воспроизводимость параметров, что затрудняет взаимозаменяемость, а также возможность измерять температуру только до 250—300° С. Промышленностью выпускается несколько типов терморезисторов, постоянная времени которых от 10 до 100 с. В настоящее время выпускаются две большие группы металлических стандартных термопреобразователей сопротивления: платиновые и медные. Платиновые предназначены для измерения температуры от —260 до +650° С, медные — от —50 до +100° С. Платиновые ТС выпускаются двух модификаций: одинарные и двойные. В двойных в одну арматуру вмонтированы два элемента, не связанные электрически друг с другом. Медные ТС выпускаются только одинарными. Чувствительные элементы широко распространенных платиновых ТС представляют собой двух - или четырехканальный керамический каркас, в каналы которого укладываются платиновые спирали из проволоки (0,1 мм), закрепляемые в них глазурью. Для увеличения механической прочности и уменьшения тепловой инерции ТС пространство между стенками каналов и спиралями засыпается специальным порошком из алюминия. Существуют также конструкции с многослойной намоткой платиновой проволоки, изолированной винифлексовым лаком, с намоткой проволоки на керамический каркас в виде «звездочки» и др. Для защиты от повреждений элементы ТС помещают в защитные чехлы (трубки). Элементы медных ТС изготовляются из эмалированной проволоки диаметром 0,08—0,1 мм, многослойно безындукционно намотанной на цилиндрический пластмассовый стержень. Выводы делаются из медной проволоки диаметром 1,0—1,5 мм. Элемент помещается в защитную стальную трубку. Наружная арматура ТС, так же как и арматура термоэлектрических преобразователей, состоит из защитной трубы, подвижного или неподвижного штуцера для крепления и головки, в которой помещается контактная колодка с зажимами для проводов, соединяющих ТС с измерительным устройством термометра сопротивления. Защитная труба в зависимости от назначения изготовляется из углеродисто1 или нержавеющей стали. Имеется ряд конструкций защитной арматуры ТС. В пищевой промышленности применяются общепромышленные термопреобразователи сопротивления в соответствующей защитной арматуре, однако ряд типов ТС изготовляется специально для использования в пищевой промышленности: для шприц-машин и шприц-прессов, холодильных установок, рефрижераторов и т. п.
|
|