Термоперетворювачі опору

Логометрів та автоматичних мостів

Термоперетворювачі опору

Термометри опору використовують для вимірювання температури в межах від -260 до 750 °С. Принцип дії термометрів опору полягає у властивості провідників та напівпровідників змінювати свій електричний опір залежно від їх температури.

Характер залежності опору Rвід температури у провідників та напівпровідників різний: у металів опір зі збільшенням температури зростає, а у напівпровідників зменшується.

До матеріалів, які використовуються як термометри опору, ставлять такі вимоги: залежність опору від температури повинна бути лінійною або близькою до неї; питомий електричний опір повинен бути достатньо великим; матеріал повинен мати високу стабільність характеристики R= f(Т) та бути інертним до середовища, яке вимірюється.

Найбільше розповсюдження для виготовлення термометрів опору набули метали – платина та мідь.

Платинові термометри опору призначені для вимірювання температури від -260 до +750 °С, мідні - від -50 до +200 °С. Конструктивно термометри опору складаються з чутливого елементу та захисної арматури. Чутливим елементом є дріт діаметром для платини від 0,05 до 0,1 мм, для міді — 0,08 мм, який намотаний на стержень, або пластину з ізоляційного матеріалу та розташований в захисному каркасі.

Технічні платинові термометри опору випускаються з номінальним значенням опору за 0°С 10; 50; 100 Ом з умовними позначеннями 10П, 50 П, 100 П. У експлуатації також знаходяться термометри зі старими позначками: гр. 20, гр. 21 та гр. 22 з відповідними значеннями опору 10; 46 та 100 Ом. Мідні термометри мають позначки 10 М, 50 М та 100 М, які мають відповідно опір за 0°С 10; 50 та 100 Ом, а також гр. 23 та гр. 24 з опором 53 та 100 Ом.

Термометри опору широко застосовуються в усіх галузях харчової промисловості. Вони чутливі, стабільні в роботі, дають можливість передавати показання на далекі відстані та підключати декілька термометрів до одного вторинного приладу, але схема вимірювання з їх допомогою досить складна.

Ремонт термометрів, що надійшли в ремонт, чистять, розбирають і оглядають. При зовнішньому огляді встановлюють правильність маркування на головці термометра, наявність видимих на око ушкоджень захисних арматур, головки, затискачів і чутливого елемента. Основний вид ремонту термометрів опору – заміна зіпсованого чутливого елемента новим, відновлення міцності й герметичності захисних арматур, усунення ушкоджень затискачів і головки термометра.

Перевірка починається із зовнішнього огляду. При цьому перевіряють позначення, нанесені на головці термометра, відсутність видимих на око ушкоджень. Зовнішньому огляду піддають і чутливий елемент, витягнутий із захисних арматур.

Потім вимірюють опір ізоляції. Для цього затискачі термометра замикають накоротко й підключають до одному із затискачів мегомметра з робочою напругою 500 В. До другого затискача приєднують металеву захисну трубку. Опір ізоляції вимірюють при температурі 20° С (воно повинне бути не менш 20 мОм ) і при температурі, що відповідає верхній межі застосування (воно повинне становити від 0,5 до 2 мОм,залежно від температури верхньої межі). Опір ізоляції при температурі верхньої межі застосування вимірюють після двогодинної витримки в середовищі з відповідною температурою.

Перевірку опору термометра при температурах 0 і 100° С у наступному порядку. Спочатку підготовляють водяний кип'ятильник для перевірки крапки 100° С (мал. 118). Перевіряють по водомірному склу рівень води в кип'ятильнику й включають нагрівач. Потім підготовляють термостат для перевірки нульової крапки (мал. 119). Заповнюють його до верхнього рівня мілкоподрібленим чистим льодом і заливають водою так, щоб рівень її був трохи нижче рівня льоду. Питома електропровідність води й льоду при 20° С повинна бути не більше 1 X 10-4 Ом^-1 *см^-1. Лід у термостаті ретельно втрамбовують, щоб у суміші льоду й води не залишалося пухирців повітря; його ущільнюють перед початком вимірів і періодично під час вимірів.

Для перевірки чутливий елемент витягають із захисних арматур і поміщають у скляну або металеву пробірку, діаметр отвору якої на 1—2 мм більше діаметри градуируемых термометрів. Пробірку зверху закривають ватою або виміру опору: / — потенціометр типу ПП — 63; 2 — джерело регульованої напруги; 3 — миллиамперметр; 4 — двухполюсный перемикач.

Для перевірки чутливий елемент витягають із захисних арматур і поміщають у скляну або металеву пробірку, діаметр отвору якої на 1—2 ммбільше діаметри градуюючих термометрів. Пробірку зверху закривають ватою або використовують замість її водонепроникний чохол. Глибина занурення пробірки з термометром у кип'ятильник або лід, що тане, повинна бути дорівнює довжині чутливого елемента плюс 200 мм.

По міліамперметру 3 джерелом регульованої напруги 2 установлюють струм через термометр у межах 5 мА. Величина зразкового опору повинна бути одного порядку з опором термометра. Спочатку вимірюють величину опору, для цього пробірку з термометром занурюють у водяний кип'ятильник на необхідну глибину. Регулюють величину струму через термометр. Підготовляють до роботи потенціометр, тобто коректором установлюють нуль - Рис. 120. Компенсаційна схема для. установки нуля, а регулятором струму - робочий струм.

Рис. 120. Компенсаційна схема для.виміру опору:

1 — потенціометр типу ПП - 63; 2 — джерело регульованої напруги; 3 - міліамперметр; 4 — двополюсний перемикач.

Через 30 хв. після занурення термометра в кип'ятильник вимірюють спадання напруги за допомогою потенціометра; потім вимірюють спадання напруги - струм, обмірюваний міліамперметром, то:

Звідки:

Одночасно вимірюють барометричний тиск, що враховують при визначенні температури кипіння води. Аналогічно перевіряють термометр при температурі 0° С, поміщаючи пробірку в посудину з льодом, що тане (см. мал. 119). При цьому термометр повинен бути оточений шаром льоду товщиною не менш 3 см.

Опір термометра варто вимірювати з погрішністю, що не перевищує 0,02% від значення вимірюваної величини. Припустимі відхилення відносно від градуюровочних таблиць становлять для термометрів класу точності ДО-1 платинового 1,391+0,007, класу ДО II платинового 1,391 ±0,001, мідних 1,426 ±0,001; класу ДО-Ш мідного 1,426 ±0,002.

На термометри, що задовольняють описаним вимогам, ставлять клеймо; його наносять на зовнішню поверхню металевої контактної головки термометра.