2018-02-13
296
К ТСА относятся:
· Измерительные преобразователи (чувствительный элемент)
· Нормирующие преобразователи
· Контроллеры, автоматические регуляторы
· Исполнительные устройства
· Вторичные приборы (приборы, предназначенные для показания или записи параметра)
Лекция 5
Измерительные преобразователи
Измерение температуры
Для измерения температуры используют изменение какого-либо физического свойства тела, однозначно зависящего от температуры и легко измеряемого.
Рассмотрим указанные физические свойства:
· Объемное расширение тел [термопары расширения]
· Изменение давления в замкнутом объеме [манометрические термометры]
· Возникновение термоэлектродвижущей силы ТЭДС [термопары]
· Изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников [термопары сопротивления]
· Изменение интенсивности излучения нагретых тел [пирометры]
Термометры расширения относятся к местным приборам (-150°С ÷ +600°С), принцип работы которых основывается на принципах измерения:
|
|
|
· Изменения объема жидкости
· Изменения размеров твердых тел [дилатометры]
Манометрические термометры состоят из:
· Термобаллона (1)
· Капилляра (2)
· Одновитковой трубчатой пружины (3)
· Шкалы (4)
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
У жидкостного манометрического термометра (-150°С ÷ +600°С) термобаллон заполняется жидкостью (ртуть, спирт, толуол). У газового манометрического термометра (-150°С ÷ +600°С) – газом (гелий, азот). У парожидкостного манометрического термометра или конденсационного манометрического термометра (-50°С ÷ +350°С) – легкокипящей жидкостью (эфир, пропан).
Принцип действия основывается на установленной зависимости давления от температуры P=f(T).
Термопары работают на принципе возникновения ТЭДС между двумя сплавами, спаянными друг с другом (см. схему). При некоторой разности температур горячего и холодного спаев термопары возникает ТЭДС, которая может быть зафиксирована.
| Холодныйспай (t) |
| Горячий спай (t1) |
Существуют следующие виды термопар:
· ТХК, термопара хромель-копель (-50°С ÷ +600°С)
· ТХА, термопара хромель-алюмель (-50°С ÷ +600°С)
· ТПП, термопара платинородий-платина (0°С ÷ +1300°С)
· ТВР, термопара вольфраморений (0°С ÷ +2200°С)
Термометры сопротивления. Принцип действия основан на эффекте изменения сопротивления проводника (Cu, Ni, Pt) в зависимости от температуры R=f(T). Пределы измерения (-250°С ÷ +1100°С).
| R |
Также для измерения больших температур (-50°С ÷ +6000°С) используются пирометры.
Измерение давления
Приборы для измерения давления классифицируются
|
|
|
По виду измеряемого давления:
· Манометры избыточного давления
· Манометры абсолютного давления
· Барометры
· Вакуумметры
· Мановакууметры (избыточное давление + вакуум)
· Напорометры (избыточное давление до 40 кПа)
· Тягометры (вакуум до -40 кПа)
· Дифференциальные манометры (перепад давления)
По принципу действия:
· Жидкостные
· Деформационные
· Поршневые
· Электрические
· Ионизационные
· Тепловые
Деформационные приборы для измерения давления
Чувствительные элементы:
· Манометрическая трубчатая пружина (до 1000 МПа). Используется упругая криволинейная полая трубка. Давление подается в полую трубку и преобразовывается в движение запаянного конца трубки. Малая ось (дуга) при давлении увеличивается, причем длина трубки остается постоянной.
| P |
· Сильфон – тонкостенная (0,1-0,3 мм) цилиндрическая оболочка (диаметр цилиндра 8-100 мм) с поперечными гофрами, способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. Материалы, используемые для изготовления: бронза, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы. После подачи давления днище сильфона образует силу.
| P |
| S |
· Мембраны (упругие и эластичные, могут иметь гофры).
| Мембранная коробка |
| Мембрана |
| Фланцевые соединения |
| Жесткий центр |
| P |
| S |
| Шток |
