1. Принцип работы термопреобразователя сопротивления

Работы 4,5

Термопреобразователи сопротивления. Контроль температуры

Принцип действия термопреобразователя сопротивления основан на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении их температуры.

Металлические термометры сопротивления платиновые (ТСП) градуировки гр. 20 используются при длительных измерениях в пределах от 0 до 650 °С, а термометры градуировок гр. 21 и гр. 22 — с другими номинальными сопротивлениями при температуре — от —200 до +500 °С. Термометры сопротивления медные (ТСМ) изготав­ливаются градуировок гр. 23 и гр. 24 для измерения температур от —50 до + 180°С [1].

Величину , характеризующую изменение электросопротивления металлов при изменении температуры, называют температурным коэф­фициентом сопротивления. Если R_t электрическое сопротивление при некоторой температуре t, a R_о электрическое сопротивление при 0°С, то температурный коэффициент сопротивления можно определить по формуле

Для изготовления термометров сопротивления используются металлы: Pt, Cu, Ni, Fe.

Медь (Cu). К достоинствам меди следует отнести дешевизну, лег­кость получения ее в чистом виде, сравнительно высокий темпе­ратурный коэффициент  и линейную зависимость сопротивления от темпе­ратуры.

Недостатки: малое удельное сопротивление (р = 0,017 ом·мм²/м) и легкая окисляемость при температуре выше 100° С.

Никель и железо (Ni и Fe). Эти металлы обладают сравнительно высоким температурным коэффициентом  и относи­тельно большим удельным сопротивлением.

Однако этим металлам присущи и недостатки. Никель и железо трудно получить в чистом виде, что препятствует изготовлению взаимозаменяемых термометров сопротивления. Зависимости сопротивления железа и, особенно, никеля от температуры выра­жаются кривыми, которые не могут быть представлены в виде простых эмпирических формул. Никель и, особенно, железо легко окисляются даже при сравнительно низких температурах. Эти недостатки ограничивают применение никеля и железа для изго­товления термометров сопротивления.

Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы) изготавли­ваются из окислов различных металлов с добавками. Наибольшее распростра­нение имеют термометры сопротивления кобальто-марганцевые (КМТ) и медно-марганцевые (ММТ), использумые для измерения температур в пределах от —90 до +180 °С. Используемые материалы: оксиды Ti, Fe, Mn, Co, Ni, Cu, Ge.

2. Устройство платиновых и медных термопреобразователей сопротивления. Диапазон измеряемых температур для каждого типа термопреобразователя сопротивления

Платиновые термометры сопротивления (ТСП) выпускаются серийно для температур от –200 до +650⁰С соответственно градуировки согласно ГОСТ 6651-94:

 50П — электрическое сопротивление от 40 до 90 Ом.

 100П (Pt 100)- электрическое сопротивление от 80 до 180 Ом.

Медные термометры сопротивления (ТСМ) выпускаются серийно для контроля температур от –50⁰С до +180⁰С, соответственно градуировки:

 50М — электрическое сопротивление от 40 до 150 Ом.

 100М — электрическое сопротивление от 80 до 300 Ом.

В

Рис. 1. Чувствительный элемент платинового термометра сопротивления:

1-слюдяная пластина с зубчатыми краями;

2-платиновая

проволока; 3-серебряные выводы;

4-слюдяные накладки; 5-серебряная лента

стандартном платиновом термометре сопротивления (рис.1) платиновая проволока диамет­ром 0,07 мм и длиной около 2 м бифилярно намотана на слюдяную пластинку с зубчатыми краями и с обеих сторон прикрыта двумя слю­дяными прямоугольными накладками для обес­печения ее изоляции и придания механической прочности. Все три слюдяные пластинки скреп­лены в пакет серебряной лентой. К концам пла­тиновой проволоки припаяны выводы из серебря­ных проволочек диаметром 1 мм, изолированных фарфоровыми бусами. Элемент сопротивления помещен в алюминиевую защитную трубку, сво­бодное сечение которой заполнено по всей длине чувствительной части термометра алюминиевым вкладышем.

Собранный элемент термометра со­противления помещается еще в одну наружную защитную

трубку с заваренным дном, имеющую штуцерную гайку и алюминиевую головку [1].

Стандартный медный термометр сопротивления (рис.2) отечественного производства выполнен из медной эмалированной проволоки диаметром 0,1 мм, многослойно намотанной на цилиндрический пластмассовый стержень. Проволока покрыта сверху слоем лака. К концам медной проволоки припаяны выводы также из медной проволоки диаметром 1,0—1,5 мм. Собранный термометр сопротивления помещен в защитную стальную трубку.

Чувствительный элемент всех медных термометров сопротивления представляет собой бескаркасную безындукционную намотку из медной проволоки диаметром 0,08 мм, покрытую фторопластовой пленкой. К намотке припаяны два вывода. С целью обеспечения виброустойчивости чувствительный элемент помещается в тонкостенную металлическую гильзу, засыпается керамическим порошком и герметизируется.

КДТС термометры сопротивления — ТО «ОВЕН-ЭНЕРГО»

Обновление товара: 11 апреля, 2022 в 10:52

Датчики температуры

4. 590.00₽

ГАРАНТИРОВАНО БЕЗОПАСНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ

• Stripe
• Visa Card
• MasterCard
• American Express
• Discover Card
• PayPal

Артикул: komplekti_termometrov_soprotivleniya_kdts Категории: Датчики, Датчики температуры

• Описание

Описание

КДТС (парные комплектные датчики температуры) предназначены для работы в составе различных приборов и систем учета и контроля тепловой энергии: теплосчетчиках, узлах учета тепла, системах теплоснабжения АСКУТ, АСКУТЭ или АСКУЭ и т.п. Принцип работы узлов и систем учета тепла основан на непрерывном измерении разницы температур в прямом и обратном трубопроводах контролируемого объекта посредством парных комплектных датчиков температуры, подобранных по максимально близким выходным характеристикам, и вычислении потребляемого тепла на основе данных о количестве проходящего через систему теплоносителя.

Комплектные термопреобразователи ОВЕН КДТС измеряют температуру и разность температур в прямом и обратном трубопроводах на входе и выходе объекта методом непосредственного погружения в теплоноситель, неагрессивный по отношению к материалу оболочки их чувствительного элемента.

Преимущества КДТС

• Обладают максимально близкими характеристиками – расхождение не более 0,1 °С.
• Имеют различные варианты исполнения.
• Проходят контроль заводского ОТК и первичную поверку.
• Межповерочный интервал – 4 года, что соответствует среднему межповерочному интервалу большинства теплосчетчиков и узлов учета. 

Применение ОВЕН КДТС

Области применения ОВЕН КДТС: ЖКХ – узлы учета, тепловые сети, тепловые пункты жилых, общественных и производственных зданий, а также металлургия, химическая, пищевая, нефтеперерабатывающая и другие отрасли промышленности, где требуется учет и контроль расхода теплоносителя.

Конструктивные исполнения коммутационных головок

Кабельный ввод М16×1,5	Кабельный ввод М16×1,5	Кабельный ввод М14×1
Диаметр подключаемого кабеля до 8 мм	Диаметр подключаемого кабеля до 8 мм	Диаметр подключаемого кабеля до 8 мм

Конструктивное исполнение

	014	ХХ4 с кабельным выводом	D = 5 мм	–	сталь 12Х18Н10Т	40, 45
	054		D = 6 мм S = 22 мм h = 9 мм	М = 16×1,5 мм (стандарт) M = 12×1,5 мм		60
	105	ХХ5 с коммутационной головкой	D = 8 мм S = 27 мм В комплекте с гильзой	G1/2 (стандарт) M = 20×1,5 мм		60, 80, 120, 160, 180, 200
	035		D = 8 мм S = 22 мм	M = 20×1,5 мм (стандарт) G1/2
	045		D = 10 мм S = 22 мм
	145		D = 6 мм S = 22 мм

Примечание:

1. Датчики 014 и 054 с 2-проводной схемой соединения изготавливаются с длиной кабельного вывода:
   • для РТ500 – не более 1,5 м
   • для РТ1000 – не более 3 м
2. Датчики с классом допуска А и с 2-проводной схемой внутренних соединений проводников – не изготавливаем. А2 – запрещено ГОСТ 6651—2009 (см. п. 6.2).

Технические характеристики

Исполнение		КДТС054, КДТС105, КДТС014, КДТС035, КДТС045, КДТС145
Диапазон измеряемых температур, °C		0…150
Диапазон измерения разности температур, °C		от 3 до 150
Номинальная статическая характеристика		PT100, PT500, PT1000
Степень защиты от влаги и пыли	КДТС014	IP67
	КДТС105, КДТС054, КДТС035, КДТС045, КДТС145	IP54
Схема соединения проводников	PT100	4-проводная
	PT500, PT1000	2-, 4-проводная
Устойчивость к вибрации	КДТС014	Группа N1 по ГОСТ Р 52931
	КДТС105, КДТС054, КДТС035, КДТС045, КДТС145	Группа N2 по ГОСТ Р 52931
Класс допуска		А или В
Относительная погрешность при измерения разности температур, %		δt, = (0,5 + 3tmin/t)
Группа и вид климатического исполнения		С4, Р2
Материал защитной арматуры		12Х18Н10Т

Модификации

Обозначение при заказе для КДТСхх4 с кабельным выводом

Данная позиция содержит нестандартное сочетание значений модификатора. Для рассмотрения возможности заказа такой позиции свяжитесь со специалистом через форму «Задать вопрос специалисту» или изложите ваши пожелания на адрес электронной почты: [email protected]

РТ1000

2

двухпроводная (для Pt1000, pt500)

4

четырехпроводная ( для Pt1000, Pt500, Pt100)

М16X1,5 – стандарт (при заказе не указывается)

М12Х1,5

Пример обозначения при заказе: КДТС054-PT100.В4.60/1,5

Это означает, что изготовлению подлежит комплект термопреобразователей сопротивления КДТС конструктивного исполнения 054, НСХ преобразователей PT100, класс допуска В, с четырехпроводной схемой подключения, длиной монтажной части 60 мм, длиной кабельных выводов 1,5 м.

Обозначение при заказе для КДТСхх5 с коммутационной головкой

Пример обозначения при заказе: КДТС045-PT1000.А4.120    

Это означает, что изготовлению подлежит комплект термопреобразователей сопротивления КДТС конструктивного исполнения 045, НСХ преобразователей PT1000, класс допуска А, с четырехпроводной схемой подключения, длиной монтажной части 120 мм, с пластмассовой коммутационной головкой.

Данная позиция содержит нестандартное сочетание значений модификатора. Для рассмотрения возможности заказа такой позиции свяжитесь со специалистом через форму «Задать вопрос специалисту» или изложите ваши пожелания на адрес электронной почты: [email protected]

РТ1000

2

двухпроводная (для Pt1000, pt500)

4

четырехпроводная ( для Pt1000, Pt500, Pt100)

пластмассовая головка (стандарт), при заказе не указывается

.МГ

металлическая головка

.М20Х1,5

 

Класс допуска и диапазон измерения термопреобразователей сопротивления ОВЕН ДТС

Pt	А	-60…+150 °C (с пленочным ЧЭ)	± (0,15 + 0,002 *|t| ) °C
	В	-60…+150 °C (с пленочным ЧЭ)	± (0,30 + 0,005 *|t| ) °C

Арматура для КДТС

Гильзы защитные ГЗ для КДТС   

ГЗ. 16.Х.1.L	16	1 – М20×1,5 2 – М27×2 3 – G1/2 4 – R1/2 5 – М33×2 6 – G3/4 7 – М16×1,5	М20×1,5 (для хх5)	20	60, 80, 100, 120, 160, 200, 250
ГЗ.16.Х.3.L				20
ГЗ.16.Х.7.L			G1/2 (для хх5)	По запросу
ГЗ.25.Х.1.L	25			20
ГЗ.25.Х.3.L			М16×1,5 (для хх4)	20
ГЗ.25.Х.7.L				По запросу

Подробнее

 

Конструктивные исполнения бобышек ОВЕН Б. Х

	прямая	Б.П.16×1,5.L1.1 Б.П.16×1,5.L1.2	М16×1,5 (для хх4)	40, 50, 55, 60, 80, 90, 100	1 – сталь 20 2 – сталь 12Х18Н10Т
		Б.П.20×1,5.L1.1 Б.П.20×1,5.L1.2	М20×1,5 (для хх5)
		Б.П.G1/2.L1.1 Б.П.G1/2.L1.2	G1/2 (для хх5)
	угловая	Б.У.20×1,5.L1.1 Б.У.20×1,5.L1.2	М20×1,5 (для хх5)
		Б.У.G1/2.L1.1 Б.У.G1/2.L1.2	G1/2 (для хх5)

 Подробнее

Чертежи, схемы, модели

КДТС термометры сопротивления

Габаритный чертеж

КДТС105-РТ100. В2.60

step 2.2 MB

 

Документация

Руководство по эксплуатации КДТС		pdf	495.73 kB
Руководство по эксплуатации (краткое) КДТС		pdf	1.22 MB
Сертификат средств измерений КДТС	zip	166.45 kB
Сертификат средств измерений КДТС	zip	205.23 kB
Отказное письмо на КДТС		zip	416.66 kB
Описание типа СИ КДТС	zip	812.1 kB
Сертификат промышленной безопасности на КДТС		pdf	517.67 kB
Приказ о продлении СИ, срок действия которых заканчивается в период с 28 мая по 27 ноября 2020 г.		pdf	29.27 kB

Что такое термометр сопротивления? Принцип работы и объяснение

Термометр сопротивления работает по принципу положительного температурного коэффициента. Этот принцип гласит, что «электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально температуре, т. е. электрическое сопротивление металлов увеличивается с повышением температуры. Следовательно, температуру провода из любого известного материала можно измерить, если измерить его электрическое сопротивление.

Конструкция термометра сопротивления

Чувствительный элемент изготовлен из метала с высоким положительным температурным коэффициентом. Изменение сопротивления, вызванное изменением температуры, определяется мостом Уитстона. Материалы подобраны таким образом, чтобы значения сопротивлений R ₁ , R ₂ , R ₃ и R ₄ , в четырех плечах моста оставались постоянными при нормальной температуре. В этом состоянии гальванометр показывает нулевое значение. См. рис. 1 (а). Гальванометр имеет стрелку, расположенную в плоскости круговой шкалы, которая непосредственно откалибрована по температуре.

(a)

(b)

Рис. 1: Использование моста Wheatstone

, когда текущий теч через галванометр, затем в соответствии с нормальным принципом Weatstone Bridge

,

\[\frac{{{\text{R}}_{\text{1}}}}{{{\text{R}}_{\text{3}}}}~=\frac{{{ \text{R}}_{\text{4}}}}{{{\text{R}}_{\text{2}}}}\]

Теперь четвертая рука имеет сопротивление R ₄ , заменяется чувствительным элементом РДТ, т.е. датчиком Пусть R _t — сопротивление измерительного провода. Из-за изменения температуры изменяется сопротивление R _t и мост Уитстона становится неуравновешенным.

\[\frac{{{\text{R}}_{\text{1}}}}{{{\text{R}}_{\text{3}}}}~=\frac{{ {\text{R}}_{\text{t}}}}{{{\text{R}}_{\text{2}}}}\]

Это заставит указатель перемещаться по кругу шкала гальванометра, откалиброванная по температуре. положение указателя указывает на значение измеренной температуры. См. рис. 1 (б).

Материалы для термометров сопротивления

• Основные характеристики материала RTD
• Изменение сопротивления материала должно быть достаточно большим для единичного изменения температуры.
• Высокое удельное сопротивление, поэтому для изготовления RTD можно использовать минимальный объем материала.
• Сопротивление материала должно иметь постоянную и стабильную зависимость от температуры.

Материалы, используемые для термометра сопротивления с рабочим диапазоном температур (C)

Platinum: — 260 ° C до 110 ° C

Медь: 70 ° C до 120 ° C

Никель: — 200 ° C до 200 ° C

Tungsten: — 200 ° C

от °C до 1000°C

Преимущества термометра сопротивления

1. Широкий рабочий диапазон от – 200°C до 1000°C.
2. Простота установки и замены.
3. Лучше всего подходит для дистанционной индикации.
4. Повышенная чувствительность.
5. Чрезвычайно точное определение, измерение и отображение измеренной температуры.
6. Стабильность работы в течение длительного периода времени.
7. Зависимость линейного сопротивления от температуры.

Недостатки термометра сопротивления

1. Высокая стоимость.
2. Требуется мостовая схема с блоком питания.
3. Возможность самонагрева.
4. Для измерения высоких температур требуется колба большого размера.
5. Иногда балансировка моста занимает больше времени.

Применение термометра сопротивления

1. Измерение температуры в нагревательных печах, сушильных печах, сосудах под давлением, ваннах и т. д.
2. Измерение температуры холодильных установок, котлов, электрогенераторов и т. д.
3. Для измерения теплового излучения.
4. Предприятия пищевой промышленности.
5. Измерение температуры выхлопных газов.
6. Нефтехимическая промышленность.
7. Системы охлаждения и кондиционирования воздуха.
8. Обрабатывающие производства.

Примечание:

• Если R ₀ = сопротивление RTD, измеренное при температуре T ₀ (т. е. температура 0°C)

R _T = Сопротивление RTD, измеренное при температуре T, когда он вступает в контакт с горячей поверхностью или средой, и

α _o = Температурный коэффициент материала, затем

Сопротивление “R _T ” измерено при температуре «T» в °C, можно рассчитать по формуле:

\[{{\text{R}}_{\text{T}}}~={{\text{R}}_{\text{ 0}}}\left[ 1+{{\alpha } _{\text{o}}}\left( \text{T}-{{\text{T}}_{\text{0}}} \ справа) \справа]\]

• Неизвестная температура «T» рассчитывается по,

\[\text{T}~=\left( \frac{{{\text{R}}_{\text{T}}}-{{\text{R}}_{\text{0} }}}{{{\text{R}}_{\text{100}}}-{{\text{R}}_{\text{0}}}} \right)\times 100\]

где,

R ₁₀₀ = сопротивление провода при температуре 100°C

R ₀ = сопротивление провода при температуре 0°C

R _t = сопротивление провода при температуре T°C

= сопротивление провода при температуре T°C

= сопротивление провода при температуре T°C

= сопротивление провода при температуре 0°C Принцип работы термометра | Преимущества и ограничения

Сопротивление проводника изменяется при изменении его температуры. Это свойство используется для измерения температуры. Принцип работы термометра сопротивления — это прибор, используемый для измерения электрического сопротивления с точки зрения температуры, то есть он использует изменение электрического сопротивления проводника для определения температуры.

Основой принципа действия термометра сопротивления является его чувствительный элемент. Характеристики чувствительного элемента определяют чувствительность и диапазон рабочих температур прибора.

(Существует три распространенных типа используемых термочувствительных резистивных элементов: сопротивление проволочной обмотки, термистор и сопротивление полупроводника с положительным температурным коэффициентом.)

Чувствительный элемент может быть выполнен из любого материала, который демонстрирует относительно большое изменение сопротивления при изменении температуры . Кроме того, используемый материал должен быть стабильным по своим характеристикам, т. е. ни его сопротивление, ни его температурный коэффициент сопротивления не должны претерпевать необратимых изменений с использованием или возрастом.

Для поддержания калибровки принципа работы термометра сопротивления необходимо учитывать его стабильность. Необходимость стабильности часто ограничивает диапазон температур, в котором может использоваться чувствительный элемент.

Еще одной желательной характеристикой чувствительного элемента является линейное изменение сопротивления при изменении температуры.

Скорость, с которой резистивный элемент реагирует на изменения температуры, важна, когда измеряемая температура подвергается быстрым изменениям. Чем меньше данный чувствительный элемент, тем меньше тепла требуется для повышения его температуры и тем быстрее его отклик.

Платина, никель и медь являются металлами, наиболее часто используемыми для измерения температуры. Удельное сопротивление платины имеет тенденцию увеличиваться медленнее при более высоких температурах, чем у других металлов, поэтому это обычно используемый материал для термометров сопротивления. Диапазон температур, в котором платина стабильна, составляет – 260 – 1100°С.

На рис. 13.11(а) показан промышленный платиновый термометр сопротивления. Изменения сопротивления, вызванные изменениями температуры, обнаруживаются с помощью моста Уитстона, как показано на рис. 13.11 (б). Следовательно, чувствительный к температуре элемент, который может быть никелевым, медным или платиновым, содержащийся в колбе или резервуаре, вместе с уравновешивающим мостом образуют основные компоненты системы измерения температуры, основанной на этом принципе.

Чувствительный элемент R _s выполнен из материала с высоким температурным коэффициентом, а R ₁ , R ₂ и R ₅  сопротивлений, практически постоянных при нормальных изменениях температуры.

Когда через гальванометр не протекает ток, нормальный принцип моста Уитстона утверждает, что отношение сопротивлений равно ₃ , Р ₄ .

Таким образом,

Теперь сопротивление R _s изменяется, баланс не поддерживается, и гальванометр показывает отклонение, которое можно откалибровать для получения подходящей температурной шкалы.

Преимущества термометра сопротивления:

Измерение температуры методом электрического сопротивления имеет следующие преимущества и характеристики.

1. Измерение очень точное.
2. Широкие возможности выбора измерительного оборудования.
3. Также можно управлять индикаторами, регистраторами или контроллерами.
4. К одному показывающему/регистрирующему прибору можно подключить более одного элемента сопротивления.
5. Термочувствительный резистивный элемент легко устанавливается и заменяется.
6. Точность измерительной цепи можно легко проверить, заменив резистивный элемент стандартным резистором.
7. Резистивные элементы можно использовать для измерения перепада температур.
8. Термометры сопротивления имеют широкий рабочий диапазон без потери точности и могут использоваться в диапазонах температур (от -200°C до + 650°C).
9. Они лучше всего подходят для дистанционной индикации.