Температура је један од главних физичких параметара. Важно је то мерити и контролисати како у свакодневном животу тако и у производњи. За то постоји много посебних уређаја. Отпорни термометар је један од најчешћих инструмената који се активно користе у науци и индустрији. Данас ћемо вам рећи шта је отпорни термометар, његове предности и мане, а такође ћемо разумети различите моделе.
Садржај
Област примене
отпорни термометар је уређај дизајниран за мерење температуре чврстих, течних и гасовитих медија. Такође се користи за мерење температуре расутих материја.
Отпорни термометар је нашао своје место у производњи гаса и нафте, металургији, енергетици, стамбено-комуналним услугама и многим другим индустријама.
ВАЖНО! Отпорни термометри се могу користити иу неутралним и у агресивним срединама. Ово доприноси ширењу уређаја у хемијској индустрији.
Белешка! Термопарови се такође користе у индустрији за мерење температура, сазнајте више о њима наш чланак о термопаровима.
Врсте сензора и њихове карактеристике
Мерење температуре отпорним термометром се врши помоћу једног или више сензорских елемената отпора и повезивања жице, који су сигурно сакривени у заштитној футроли.
Класификација возила се врши управо према врсти осетљивог елемента.
Метални отпорни термометар према ГОСТ 6651-2009
Према ГОСТ 6651-2009 разликују групу металних отпорних термометара, односно ТС, чији је осетљиви елемент мали отпорник од металне жице или филма.
Платинум Мерачи температуре
Платинум ТС се сматра најчешћим међу осталим типовима, тако да се често инсталирају за контролу важних параметара. Опсег мерења температуре лежи од -200 °С до 650 °С. Карактеристика је блиска линеарној функцији. Један од најчешћих типова је Пт100 (Пт - платина, 100 - значи 100 ома на 0 ° Ц).
ВАЖНО! Главни недостатак овог уређаја је висока цена због употребе племенитог метала у саставу.
Никел отпорни термометри
Никл ТС се скоро никада не користе у производњи због уског температурног опсега (од -60 °С до 180 °С) и потешкоће у раду, међутим, треба напоменути да они имају највећи температурни коефицијент 0,00617 °Ц-1.
Раније су се такви сензори користили у бродоградњи, међутим, сада су у овој индустрији замењени платинским возилима.
Бакарни сензори (ТЦМ)
Чини се да је опсег употребе бакарних сензора чак и ужи од оних од никла (само од -50 °С до 170 °С), али, ипак, они су популарнији тип возила.
Тајна је у јефтиности уређаја. Бакарни сензорски елементи су једноставни и непретенциозни у употреби, а одлични су и за мерење ниских температура или сродних параметара, као што је температура ваздуха у радњи.
Међутим, век трајања таквог уређаја је кратак, а просечна цена бакарног ТС није прескупа (око 1 хиљада рубаља).
Термистори
Термистори су отпорни термометри чији је сензорни елемент направљен од полупроводника. То може бити оксид, халогенид или друге супстанце са амфотерним својствима.
Предност овог уређаја није само висок температурни коефицијент, већ и могућност да будућем производу дају било који облик (од танке цеви до уређаја дугачког неколико микрона). По правилу, термистори су дизајнирани за мерење температуре од -100 °С до +200 °С.
Постоје две врсте термистора:
- термистори - имају негативан температурни коефицијент отпора, односно са повећањем температуре отпор се смањује;
- посисторс - имају позитиван температурни коефицијент отпора, односно са порастом температуре расте и отпор.
Калибрационе табеле за отпорне термометре
Табеле дипломирања су збирна мрежа помоћу које можете лако одредити на којој температури ће термометар имати одређени отпор. Такве табеле помажу инструментарима да процене вредност измерене температуре према одређеној вредности отпора.
У оквиру ове табеле налазе се посебне ознаке возила. Можете их видети на горњој линији. Број означава вредност отпора сензора на 0°Ц, а слово је метал од којег је направљен.
Да бисте означили метал, користите:
- П или Пт - платина;
- М - бакар;
- Н - Никл.
На пример, 50М је бакарни РТД, са отпором од 50 ома на 0 ° Ц.
Испод је фрагмент калибрационе таблице термометара.
| 50М (ом) | 100М (Охм) | 50П (Охм) | 100П (Охм) | 500П (Охм) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °Ц | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °Ц | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °Ц | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
Класа толеранције
Класу толеранције не треба мешати са концептом класе тачности. Уз помоћ термометра не меримо директно и не видимо резултат мерења, већ преносимо вредност отпора која одговара стварној температури на баријере или секундарне уређаје. Због тога је уведен нови концепт.
Класа толеранције је разлика између стварне телесне температуре и температуре која је добијена током мерења.
Постоје 4 класе ТС тачности (од најпрецизнијих до уређаја са већом грешком):
- АА;
- АЛИ;
- Б;
- ИЗ.
Ево фрагмента табеле класа толеранције, у којој можете видети пуну верзију ГОСТ 6651-2009.
| Класа тачности | Толеранција, °С | Температурни опсег, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Цоппер ТС | Платинум ТС | Ницкел ТС | ||
| АА | ±(0,1 + 0,0017 |т|) | - | од -50 °С до +250 °С | - |
| АЛИ | ±(0,15+0,002 |т|) | од -50 °С до +120 °С | од -100 °С до +450 °С | - |
| АТ | ±(0,3 + 0,005 |т|) | од -50 °С до +200 °С | од -195 °С до +650 °С | - |
| ИЗ | ±(0,6 + 0,01 |т|) | од -180 °С до +200 °С | од -195 °С до +650 °С | -60 °С до +180 °С |
Шема повезивања
Да би се сазнала вредност отпора, мора се измерити. Ово се може урадити укључивањем у мерно коло. За ово се користе 3 врсте кола, која се разликују по броју жица и постигнутој тачности мерења:
- 2-жично коло. Садржи минималан број жица, што значи да је најјефтинија опција. Међутим, при избору ове шеме неће бити могуће постићи оптималну тачност мерења - отпор коришћених жица ће се додати отпору термометра, што ће унети грешку у зависности од дужине жица. У индустрији се таква шема ретко користи. Користи се само за мерења где посебна тачност није важна, а сензор се налази у непосредној близини секундарног претварача. 2-вире приказано на левој слици.
- 3-жично коло. За разлику од претходне верзије, овде је додата додатна жица, која је кратко повезана са једном од друге две мерне. Његов главни циљ је могућност добијања отпора повезаних жица и одузми ову вредност (надокнадити) од измерене вредности са сензора. Секундарни уређај, поред главног мерења, додатно мери отпор између затворених жица, чиме се добија вредност отпора прикључних жица од сензора до баријере или секундара. Пошто су жице затворене, ова вредност би требало да буде нула, али у ствари, због велике дужине жица, ова вредност може да достигне неколико ома.Даље, ова грешка се одузима од измерене вредности, чиме се добијају тачнија очитавања, због компензације отпора жица. Таква веза се користи у већини случајева, јер представља компромис између потребне тачности и прихватљиве цене. 3-вире приказан на централној фигури.
- 4-жично коло. Циљ је исти као када се користи трожилно коло, али је компензација грешке на оба тест кабла. У трожилном колу, вредност отпора оба тест кабла се претпоставља да је иста вредност, али у ствари може се мало разликовати. Додавањем још једне четврте жице у четворожилно коло (кратко спојен на други испитни вод), могуће је одвојено добити његову вредност отпора и скоро потпуно надокнадити сав отпор жица. Међутим, ово коло је скупље, јер је неопходан четврти проводник, па се стога примењује или у предузећима са довољно финансијских средстава, или у мерењу параметара где је потребна већа тачност. 4-жична шема повезивања можете видети на десној слици.
Белешка! За Пт1000 сензор, већ на нула степени, отпор је 1000 ома. Можете их видети, на пример, на парној цеви, где је измерена температура 100-160 ° Ц, што одговара око 1400-1600 ома. Отпор жица, у зависности од дужине, је приближно 3-4 ома, тј. они практично не утичу на грешку и нема много смисла користити трожилну или четворожичну шему повезивања.
Предности и мане отпорних термометара
Као и сваки инструмент, употреба отпорних термометара има низ предности и мана. Хајде да их размотримо.
Предности:
- скоро линеарна карактеристика;
- мерења су прилично тачна (грешка не већа од 1°С);
- неки модели су јефтини и једноставни за употребу;
- заменљивост уређаја;
- стабилност рада.
Недостаци:
- мали опсег мерења;
- прилично ниска гранична температура мерења;
- потреба за коришћењем посебних шема повезивања за повећану тачност, што повећава трошкове имплементације.
Отпорни термометар је уобичајен уређај у скоро свим индустријама. Овим уређајем је погодно мерити ниске температуре без страха за тачност добијених података. Термометар није веома издржљив, међутим, разумна цена и лакоћа замене сензора покривају овај мали недостатак.
Слични чланци:
