Nauchno-texnicheskiy progress nerazryvno svyazan s nepreryvnym sovershentvaniem izmeritelnoy texniki. Eto V polnoy mere otnositsya va k termometri, tak I povysheniem tochnosti V traditsionnyh oblastyax

1. Vybor termopreobrazovatelya

.1 Obshchie svedeniya yoki termopreobrazovatelyax

Termoelektrik termometr - bu termometr, soderjashchiy termoelektricheskiy preobrazovatel, deystvie kotorogo osnovano na ispolzovanii zavasimosti termoelektrodvijushchey sily (TEDS) termopary o't harorati, va TEDS izmereniya uchun ustroystv.
Termopara - dva provodnika iz raznorodnyx materialov, soedindennyh na odnom kontse va obrazuyushchix chast ustroystva, foydalanish harorati uchun termoelektrik effekt. Soedindennye kontsy provodnikov nazyvayutsya «holodnym» (soedinitelnym) spaem, a svobodnye kontsy, podverjennye izmeneniyu temperatury - «rabochim» (izmeritelnym) spaem.
Termopreobrazovateli (datchik temperatury) prednaznacheny uchun nepreryvno izmereniya haroratlari turli xil rabochix sred (misol, par, gaz, voda, sbuchie material, ximicheskie reagenty va t.p.), ne agressiv k materialu korpusa datchika.
Model datchikov s rezbovym krepleniem vypuskayutsya v standartnom ispolnenii s metricheskoy rezboy. Vozmojno ham katta izgotovlenie s trubnoy rezboy po spets. zakazu.
Osnovnye kriterii pravilnogo vybora termopreobrazovatelya:
sootvetstvie izmeryaemyh harorat rabochim diapazonam izmereniy termopreobrazovateley;
sootvetstvie prochnosti korpusa datchika haroraty usloviyam ekspluatatsii;
pravilnyy vybor dliny pogrujaemoy chasti datchika va dliny soedinitelnogo kabelya;
raboty na vryvopojaroopasnyh uchun neobxodimost vryvozashchishchennogo ispolneniya;
printsip deystviya termoprotivleniya osnovan na svoystve provodnika izmenyat elektricheskoe soprotivlenie s izmenieem haroraty okrujayuschey sredy.
Termosoprotivleniya otlichayutsya materialom chuvstvitelnogo elementa: TSM - med, TSP - platina. Termoelektricheskie preobrazovateli tipa DTPL(XK) va DTPK(XA) (datchik harorat - termopary).
Diapazon izmeryaemyh harorat bo'yicha GOST 8.585-2001, darajaov Tselsiya.
THA termopara xromel-alyumel (K) ot -200 dan 1200 gacha (kratkovremenno to 1300).
TXK termopara xromel-kopel (L) ot -200 dan 600 gacha (kratkovremenno to 800).
Termopara xromel-alyumel XA(K) obladaet naibolee blizkoy k pryamoy termoelektricheskoy xarakteristikasi. Termoelektrody izgotovleny iz splavov na nikelevoy osnove. Xromel (NX9,5) soderjit 9…10% Sg; 0,6…1,2% So; alyumel (NMtsAK) - 1,6…2,4% Al, 0,85…1,5% Si, 1,8…2,7% Mn, 0,6…1,2% So. Alyumel svetlee i slabo prityagivaetsya magnitom; etim on otlichaetsya ot bolee temnogo v otojjennom sostoyanii sovershenno nemagnitnono xromelya.
Blagodarya vysokomu soderjaniyu nikelya xromel va alyumel luchshe drugix neblagorodnyx metallov po stoykosti k okisleniyu. Uchityvaya pochti lineynuyu zavisimost termo-EDS termopary xromel - diapazonda 0…1000°S haroratda alyumel, termoregulyatorda esa chasto primenyayut.
Termopara xromel-kopel XK(L) obladaet katta termo-EDS, chem termopara XA(K), lekin jarostoykosti va lineynosti xarakteristikasi ustupaet. Kopel (MNMts 43-0,5) - serebristo-belyy splav na mednoy osnove, soderjit 42,5-44,0%(Ni+So), 0,1-1,0% Mn. Daje v suxoy atmosfere pri komnatnoy harorate na ego poverxnosti bystro obrazuetsya okisnaya plenka, v dalneyshem uletvoritelno predoxranyayushchaya splav ot dalneyshego okisleniya.
Nominal staticheskie xarakteristikasi termopar privedeny v GOST R 8.585-2001.


Tablitsa 1. Ximicheskiy sostav termoelektrodnogo elementa

	Oboznachenie tipa termopary	Termoelektrodnyy material
		Polojitelnyy	Otritsatelnyy
Volfram - reniy/ TVR	A-1 A-2 A-3	Splav volfram-reniy
		VR - (95% W+5% Re)	BP-20 (80% Vt+20% Re)
Platino-rodiy /TPR	V	Splav platinorodiy
		PR_30 (70% Pt +30% Rh)	PR-6 (94% Pt+6% Rh)
Platino-rodiy/ platinovye TPP	S R	Splav platinorodiy	Platina
		PR -10 (90% Pt+10% Rh) PR -13 (87% Pt=13% Rh)	Plt PlT
Nikel-xrom / nikel - aluminievye	K	Splav xromel	Splav alyumel
		TNK 9.5 (90,5% Ni+9,5% Cr)	HMuAK2-2-1 (94,5%+5,5% AL, Si, Mn, Co)
Nikel - xrom/ med - nikelevye TXKn	E	Splav xromel	Splav konstantan
		TNK 9.5 (90,5% Ni+9,5% Cr)	(55% Cu+45% Ni, Mn, Fe)
Nikel-xrom/ med - nikelevye TXK	L	Splav xromel	Splav kopel
		TNK 9.5 (90,5% Ni+9,5% Cr)	(56% Cu=44% Ni)
Med/med - nikelevye TMK	T	Med	Splav konstantan
		MI(Cu)	(55% Cu+45% Ni, Mn, Fe)
Nikel-xrom-kremniy/ nikel - kremnievye TNN	N	Splav nixrosil	Splav nisil
		(83,49-84,89)%Ni+(13,7-14,7)%Cr+(1,2-1,6)%Si+0,15% Fe+0,05% C==0,01% Mg	(94,98-95,53)%Ni=0,02% Cr+(4,2-4,6)%Si+0,15% Fe+0,05% C+(0,05-0,2)% Mg
Jelezo-med/ nikelevye/ TJK	J	Jelezo	Splav konstantan
		(Fe)	(55% Cu+45% Ni, Mn, Fe)
Med/kopele-vye/	M	Med	Splav kopel
		MI(Cu)	(56% Cu=44% Ni)

Tabl. 2 Tipi va metrologik xarakteristikasi TEP

THA, TNN	K, N	3	Ot -250 dan -167 Sv. -167 dan +40 gacha	0,015|t| 2,5
		2	Ot-40 dan 375 Sv. 135 dan 1300 gacha	2,5 0,0075
		1	Ot -40 dan +375 Sv. 375 dan 1300 gacha	1,5 0,001t
TMK	T	3	Ot-200 dan -66 Sv. -66 dan +40 gacha	0,015|t| 1,0
		2	Ot -40 dan +135 Sv.135 dan 400 gacha	1,0

V rabochix diapazonah harorat termopreobrazovateli imeyut sleduyushchie urovni rabochego signala: THA i TXK - termo-e.d.s. v predelax ot -2,2 dan 50 mV gacha.

1.2 Vybor termopreobrazovatelya bo'yicha ishodnym dannym

KXA - termopara XK (xromel - kapel) ot 40° dan 600° gacha.
Po katalogu vybiraem preobrazovatel termoelektricheskiy KXA (XK) 01.03.
On prednaznachen uchun izmereniya harorati jidkix va gazoobraznyx ximicheskix neagressivnyx sred, a ham shunday agressivnyx ne razrushayushchix material obolochki temoparnogo kabelya. Rekomenduyutsya dlya ustanovki v zashchitnye gylzy, a takje na texnologicheskom oborudovanii slojnoy geometrii. Dopuskaetsya izgibat rabochuyu chast termopreobozovatelya po dlya razmeshcheniya goryachego spaya v trebuemoy zona izmereniya.
Rabochie termoelektricheskie preobrazovateli, konstruktiv sxema kotoryh privedena na risunke 1, harakterizuyutsya nalichiem o'rnatish koltsa, privarennogo lazernoy svarkoy ko obolochke termoparnogo kabellar va podvijnogo sushtena oblasti rezbovogo sushtvens. Narujnaya chast termopreobrazovatelya, ot montajli koltsa do klemmoy golovki usilena stalnoy trubkoy diametrom 10 mm.



Risunok 1 - Konstruktiv sxema termoelektricheskogo preobrazovatelya


Gabaritnye razmery montajniy elementlar va ix vneshniy vid mumkin opredelyatsya zakazchikom isxodya iz usloviy ekspluatatsii termopreobrazovatelya. Tipovye konstruktsii montaj elementov predstavlyayut soboy koltsa razlichnyx diametrov, sharovye ili silindricheskie vtulki s rezbovymi shtucerami standartnogo tiporazmernogo rda.
Texnik xususiyatlari termopreobrazovatelya:
Diapazon rabochih harorati, °S:
ot -40 dan 1200S gacha (kratkovremenno dan 1300 gacha)
Diapazon uslovnyx davleniy:
0 - 4,0 MPa
Sinf dopuska - II
Rabochiy spay:
Obolochki kabelyadan izolovlanmaydi
Material obolochki termoparnogo kabelya stal 12x18N10T.
Pokazatel teplovoy inertsii S=40
Predel osnovnoy dopuskaemoy pogreshnosti termopreobrazovatelya 2 sinf dopuska.
∆ t _otp = 2,5°S
Dlya podklyucheniya termopary k izmeritelnomu priboru vybiraem kabel.
Kabel termoparnyy mnoojilnyy v izolyatsii iz stekloniti ekranirovannyy. KTM SE (Risunok 2) termoelektrik s NSH tipi THA(K) va TXK( L ) uchun termopreobrazovateley haroratlar uchun kachestve kompensatsion provoda primenyaetsya .
Texnicheskie dannye kabelya mnoojilnogo KTM SE:
Sechenie: S= 0,2 mm№
Diametri: D= 3,5 mm
Diapazon harorati: -50 dan +220°S gacha.
Pogreshnost vnosimaya soedinitelnymi provodami maksimalnaya ∆ _t sl = 1,5 ês.

1.3 Termopreobrazovateleyni tahlil qilish va tahlil qilish

Pogreshnost termoelektrik termometrlar skladyvaetsya iz pogreshnosti termoelektrik preobrazovateley va pogreshnosti izmeritelnyh priborov.
Pogreshnost termopreobrazovateley sostoyit iz: pogreshnosti graduirovki termoelektricheskogo preobrazovatelya; pogreshnosti vyzvannoy termoelektricheskoy neodnorodnostyu preobrazovatelya; pogreshnosti v sledstvii otkloniya graduirovachnoy xarakteristikasi standartnix rabochih termopreobrazovateley ot standartnoy statistik nominal xarakteristikasi; pogreshnosti, obuslovlennoy izmenieem haroraty svobodnyx kontsov termoelektricheskix preobrazovateley; pogreshnosti voznikshey iz-za vremennoy nosabilnosti termoelektrodov; pogreshnosti obuslovlennoy usloviyami izmereniya, masalan, teplootvodom po termopreobrazovatelyu, izmeneniem usloviy teploobmena pri o'rnatish termoelektricheskogo preobrazovatelya na ob'ekt izmereniya za schet otlichiya koeffitsientov chernoty va t.p.
Pogreshnost graduirovki (opredelenie staticheskoy nominalnoy xarakteristiki) termoelektricheskogo preobrazovatelya opredelyayutsya pogreshnostyu sredstv poverki, masalan, termostata; obraztsovago termometra, kontroliruyuschego temperaturu v termostat; potentsiometra primenyayuschemsya pri poverke.
Krome togo, k pogreshnosti graduirovki sleduet otnesti pogreshnost interpolyatsii resultatov opredeleniya statistik nominal xarakteristikasi, belgilari yo'q.
Pogreshnost izmereniya haroraty termopreobrazovatelem skladyvaetsya iz osnovnoy dopuskaemoy pogreshnosti va metodicheskoy pogreshnosti , obuslovlennymi teploobmenom o'rtasida termopreobrazovatelem va izmeryaemoy sredoy.





Metodicheskie pogreshnosti kontaktnyx termopreobrazovateley voznikayut za schet luchistogo teploobmena o'rtasidagi termopreobrazovatelem va okrujayushchimi ego telami, za schet otvoda tepalik teploprovodnostyu po armatura va detalamreobrazovate; za schet nagreva izmeritelnym tokom chuvstvitelnogo elementa termopreobrazovatelya soprotivleniya ego inertionnosti. Po isxodnym dannym harorat sredy postoyannaya, poetomu ynertsyonnostyu mumkin prenebrech.


,


gde, - pogreshnost, vyzvannaya teplootvodom po termopreobrazovatelyu, ^o S
- pogreshnost za schet luchistogo teplobmena, ^o S.
pogreshnost termopreobrazovatelya soprotivleniya za schet nagreva izmeritelnym tokom, uchun termopar ravna nulyu, ^o S.
Pogreshnost, vyzvannaya luchistym teplobmenom o'rtasida termopreobrazovatelem va stenkami pechi yoki vozduxootvoda, opredelyaetsya bo'yicha formula:





gde, t _t , t _sr , t _st - sootvetstvenno temperatury termopreobrazovatelya, sredy va stenki pechi(voduxovoda), ^o S;
S _o - postoyannaya Stefana - Boltsmana, ravnaya 5,67 Vt/m ² K ⁴ ;
a _k - rentabellik teplootdachi konvektsiey oraliq termopreobrazovatelem va izmeryaemoy sredoy Vt/mK;
e _pr. - privedennyy koeffitsienti, harakterizuyushchiy teplobmen izlucheniem o'rtasidagi termopreobrazovatelem va stenkami. Tak kak poverxnost sten pechi znachitelno katta chexla termopreobrazovatelya, mumkin qabul e ravnym koeffitsienti chernoty chexla termopreobrazovatelya e _T .


D t _izl = = -0,3 K
Pogreshnost, vyzvannuyu otvodom tepla teploprovodnostyu po zashchitnoy armatura termopreobrazovatelya, opredelyayut po formula:


,


gde L - glubina pogrujeniya termopreobrazovatelya, m;
d - tolshchina stenki chexla termopreobrazovatelya, m;
l - koeffitsient teploprovodnosti materiala chexla termopreobrazovatelya, Vt/mK;


^o S


Pogreshnost mala, v dalneyshix raschetah mojno prenebrech.
Metodicheskie pogreshnosti kontaktnyx termopreobrazovateley S ∆ t _m voznikayut uchun schet luchistogo teploobmena o'rtasida termopreobrazovatelem va okrujayushchimi ego telami; za schet otvoda tepla teploprovodnostyu po armatura va batafsil termopreobrazovatelya; za schet nagreva izmeritelnym tokom chuvstvitelnogo elementa termopreobrazovatelya soprotivleniya ego inertionnosti. Po isxodnym dannym harorat sredy postoyannaya, poetomu ynertsyonnostyu mumkin prenebrech.





gde ∆ t _to - pogreshnost, vyzvannaya teplootvodom
∆ t _nt - pogreshnost termopreobrazovatelya soprotivleniya za schet nagreva izmeritelnym tokom, uchun termopar ravna nulyu, ^◦ S.
Pogreshnost izmereniya haroraty termopreobrazovatelem ∆ t _tp skladyvaetsya iz osnovnoy dopuskaemoy pogreshnosti ∆ t _otp va metodicheskoy pogreshnosti S ∆ t _m , obuslovlennymi teploobmenom o'rtasidagi termopreobrazovatelem.

∆ t _tp =

[ 2,5]<[ 4]
Neravenstvo vypolneno, sledovatelno termopara vybrana verno.

2. Vybor izeritelnogo pribora

.1 Obzor sovremennyh izeritelnyx priborov uchun raboty s termopreobrazovatelyami (termoelektrik)

Termoelektrik termopreobrazovateli ishlaydi komplekte s analoglar va tsifrovymi millivoltmetrami, priboram sledyaschego uravnoveshivaniya va mikroprotsessovym priborami.