Меню

Градуировочные таблицы датчиков температуры

Справочник

Градуировочные таблицы для термопар (НСХ)

Стандартная зависимость ТЭДС от температуры (которая в терминологии Российских стандартов называется НСХ) определяется экспериментально по результатам измерений в эталонной лаборатории, полученным для большого количества термопар. При переходе на новую международную шкалу зависимость должна быть пересмотрена. В 1992 г. после принятия шкалы МТШ-90 под руководством института НИСТ (National institute of standards and technology)(США), была проведена большая международная работа по определению функции ТЭДС-температура для эталонных термопар типа S, соответствующей новой международной температурной шкале. Работа проводилась в виде сличений термопар и эталонных высокотемпературных платиновых термометров сопротивления. Результаты, представленные разными странами, анализировались и обобщались. Итогом работы стала новая стандартная функция, принятая в настоящее время в международных и национальных стандартах. Исследование опубликовано в двух статьях:

NEW REFERENCE FUNCTIONS FOR PLATINUM-10% RHODIUM VERSUS PLATINUM (TYPE S) THERMOCOUPLES BASED ON THE ITS-90. PART I: EXPERIMENTAL PROCEDURES, G.W. Burns, G.F. Strouse, B.W. Magnum, M.C. Croarkin, and W.F. Guthrie, National Institute of Standards and Technology, Temperature: Its Measurement and Control in Science and Industry, 1992.

NEW REFERENCE FUNCTIONS FOR PLATINUM-10% RHODIUM VERSUS PLATINUM (TYPE S) THERMOCOUPLES BASED ON THE ITS-90. PART II: RESULTS AND DISCUSSION, G.W. Burns, G.F. Strouse, B.W. Magnum, M.C. Croarkin, and W.F. Guthrie, National Institute of Standards and Technology, Temperature: Its Measurement and Control in Science and Industry, 1992.

НИСТ явился также главным исполнителем по пересмотру таблиц для других типов термопар. Основополагающим источником, устанавливающим стандартные зависимости для термопар из благородных и неблагородных металлов, считается монография НИСТ:

NIST Monogragh 175 “Temperature-Electromotive Force Reference Functions and Tables for the Letter-Designated Thermocouple Types Based on the ITS-90”

На нашем сайте мы приводим НСХ термопар прямо из базы данных НИСТ:

База данных находится в свободном доступе на сайте НИСТ www.nist.gov

НСХ для хромель-копелевых и медь-копелевых, которые выпускаются только в России, приведены в ГОСТ Р 8.585-2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования» (скачать текст (pdf)). В 2013 г. вольфрам-рениевые термопары типов А и С были включены в новую редакцию стандарта МЭК 60584-1. Скачать таблицы НСХ для вольфрам-рениевых термопар>> Подробнее о стандартах МЭК см. раздел «Стандарты МЭК».

Удобная компьютерная программа TermoLab позволяет производить прямой и обратный расчет температуры по ТЭДС термопары для всех типов термопар. Программа аттестована в ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Подробно о программе в разделе «Аттестованное программное обеспечение».

Термопары из чистых металлов

Золото-платиновые и платино-палладиевые термопары являются термопарами повышенной точности и используются в основном в исследовательских лабораториях, а также в системах точного контроля температуры. Для них характерна значительно меньшая термоэлектрическая неоднородность и большая чувствительность по сравнению с платино-родиевыми термопарами. Основой для разработки стандартных функций для термопар стали две публикации НИСТ:

1. Burns G. W., Strouse G. F., Liu B. M., and Mangum B. W., TMCSI, Vol. 6, New York, AIP, 1992, pp. 531-536.

Читайте также:  Датчик температуры ниссан ларго

2. Burns G. W., Ripple D. C., Metrologia 1998, 35, pp. 761-780

Стандартные функции и таблицы уже утверждены в стандартах АСТМ и МЭК.(IEC 62460 Temperature — Electromotive force (EMF) tables for pure-element thermocouple combinations.)

Приводим таблицы и функции ТЭДС от температуры.

Подробнее о термопарах из чистых металлов см. публикацию Н. П. Моисеевой «Перспективы разработки эталонных термопар из чистых металлов» (Измерительная Техника 2004 г № 9, стр. 46-49)

Дополнительные материалы на сайте о термопарах:

Источник

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Термодатчики — это одна из важнейших составляющих современных теплосистем. Сопротивление температурных измерителей обозначаются в названии их типа — pt100/500/1000, 10 К или 20 К и т.д. Существует несколько видов термосопротивлений — платиновые, никелевые, медные и многие другие.

Датчик температуры pt1000 относится к первому виду, как и pt100, являющиеся самыми популярными типами измерителей, благодаря оптимальному соотношению цена-качество.

Данный тип устройств может использоваться как отдельный прибор измерения, либо быть встроенным в гильзу другого устройства учета температурных данных. Во втором случае необходимо учесть диаметр гильзы, дабы избежать несовпадения размеров и обеспечить лучшие условия для анализа температуры среды.

Датчик температуры платиновый PT100

Термодатчик pt100 используется для контроля температур в теплоэнергетике, вентиляционных системах и многих других отраслях.

Область применения

Термометр сопротивления — это устройство, предназначенное для измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред. Также его используют и при измерении температуры сыпучих веществ.

Свое место термометр сопротивления нашел в газо- и нефтедобыче, металлургии, энергетике, сфере ЖКХ и многих других отраслях.

ВАЖНО! Термометры сопротивления можно использовать как в нейтральных средах, так и в агрессивных. Это способствует распространению прибора в химической промышленности.

Обратите внимание! Для измерения температур в промышленности также используют термопары, про них подробнее узнаете из нашей статьи про термопары.

Виды датчиков и их характеристики

Измерение температуры термометром сопротивления происходит с помощью одного или нескольких чувствительных элементов сопротивления и соединительных проводов, которые надежно спрятаны в защитном корпусе.

Классификация ТС происходит именно по типу чувствительного элемента.

Металлический термометр сопротивления по ГОСТ 6651-2009

Согласно ГОСТ 6651-2009 выделяют группу металлических термометров сопротивления, то есть ТС, чей чувствительный элемент — это небольшой резистор из металлической проволоки или пленки.

Платиновые измерители температуры

Платиновые ТС считаются самым распространёнными среди других видов, поэтому их часто устанавливают для контроля важных параметров. Диапазон измерения температуры лежит от -200 °С до 650 °С. Характеристика близка к линейной функции. Один из самых распространённых видов — Pt100 (Pt — платиновый, 100 — означает 100 Ом при 0 °С).

ВАЖНО! Основной недостаток этого устройства — дороговизна за счет использования драгоценного металла в составе.

Никелевые термометры сопротивления

Никелевые ТС почти не используются в производстве за счет узкого температурного диапазона (от -60 °С до 180 °С) и сложностей эксплуатации, однако, следует отметить, что именно они имеют самый высокий температурный коэффициент 0,00617 °С-1.

Читайте также:  Датчик газа лифан х60

Ранее такие датчики использовались в кораблестроении, однако, сейчас в этой отрасли их заменили на платиновые ТС.

Что такое датчики PT100 RTD?

Веб-сайт IC Station не дает ответа на вопрос «что это за датчики». К счастью, сайт Omega объясняет, что такое датчики PT100:

RTD или резистивные датчики температуры — это датчики температуры, которые содержат резистор, который изменяет значение сопротивления при изменении его температуры. Они использовались в течение многих лет для измерения температуры в лабораторных и промышленных процессах и зарекомендовали себя как точные и стабильные.

Большинство элементов RTD состоят из тонкой спиральной проволоки, обернутой вокруг керамического или стеклянного сердечника. Элемент, как правило, довольно хрупкий, поэтому его часто помещают внутрь датчика, защищающего его. Элемент RTD сделан из простого материала, сопротивление которого при различных температурах было зафиксировано. Материал имеет прогнозируемое изменение сопротивления при изменении температуры; именно это прогнозируемое изменение используется для определения температуры.

Как вы уже могли заметить, наш первый датчик имеет 3 провода, а второй — только два. Это также объясняется:

Для измерения температуры элемент RTD должен быть подключен к какому-либо контролируемому или регулируемому оборудованию. Поскольку измерение температуры основано на сопротивлении элемента, любое другое сопротивление (сопротивление подводящего провода, соединения и т. д.), добавленное в цепь, приведет к ошибке измерения.

За исключением двухпроводной конфигурации, все другие схемы электропроводки позволяют контролируемому или регулируемому оборудованию вычленять нежелательные сопротивления проводов и другие сопротивления, которые возникают в цепи. Датчики, использующие 3-х проводную конструкцию, являются наиболее распространенной конструкцией, используемой в промышленных процессах и системах контроля.

Наконец, есть несколько материалов, которые можно использовать для датчика, и платиновый резистор, найденный в последнем датчике, считается наиболее распространенным и точным. Другими распространенными материалами являются никель и медь, а вольфрам и алюминиевый композит встречаются реже. В датчике ICS должно быть очень небольшое количество платины (драгоценного металла), поскольку он продается всего за 4 доллара, иначе описание просто неверное. PT100 означает, что платиновый зонд имеет сопротивление 100 Ом при 0 °C.

Градуировочные таблицы термометров сопротивления

Градуировочные таблицы — это сводная сетка, по которой можно легко определить при какой температуре термометр будет иметь определенное сопротивление. Такие таблицы помогают работникам КИПиА оценить значение измеряемой температуры по определённому значению сопротивления.

В рамках этой таблицы существуют специальные обозначения ТС. Их вы можете увидеть в верхней строчке. Цифра означает значение сопротивления датчика при 0°С, а буква металл, из которого оно создано.

Для обозначения металла используют:

  • П или Pt — платина;
  • М — медь;
  • N — никель.

Например, 50М — это медный ТС, с сопротивлением 50 Ом при 0 °С.

Ниже представлен фрагмент градуировочной таблицы термометров.

50М (Ом) 100М (Ом) 50П (Ом) 100П (Ом) 500П (Ом)
-50 °С 39.3 78.6 40.01 80.01 401.57
0 °С 50 100 50 100 500
50 °С 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
Читайте также:  Оптические датчики кто общее

Схема подключений

Для того, чтобы узнать значение сопротивления его надо измерить. Сделать это можно с помощью включения его в измерительную цепь. Для этого используют 3 типа схем, которые отличаются между собой количеством проводов и достигаемой точностью измерений:

  • 2-проводная цепь. Содержит минимальное количество проводов, а значит, самый дешевый вариант. Однако, при выборе данной схемы достичь оптимальной точности измерений не получится — к сопротивлению термометра будет прибавляться сопротивление используемых проводов, которые и будут вносить погрешность, зависимую от длины проводов. В промышленности такая схема применяется редко. Используется лишь для измерений, где не важна особая точность, а датчик находится в непосредственной близости от вторичного преобразователя. 2-проводная схема изображена на левом рисунке.
  • 3-проводная цепь. В отличии от предыдущего варианта здесь добавляется дополнительный провод, накоротко соединённый с одним из двух других измерительных. Его основная цель — возможность получить сопротивление подключенных проводов и вычесть это значение (компенсировать) из измеренного значения от датчика. Вторичный прибор, кроме основного измерения, дополнительно измеряет сопротивление между замкнутыми проводами, получая тем самым значение сопротивления проводов подключения от датчика до барьера или вторичника. Так как провода замкнуты, то это значение должно быть равно нулю, но по факту из-за большой длины проводов, это значение может достигать нескольких Ом. Далее эта погрешность вычитается из измеренного значения, получая более точные показания, за счёт компенсации сопротивления проводов. Такое подключение применяется в большинстве случаев, поскольку является компромиссом между необходимой точностью и приемлемой ценой. 3-х проводная схема изображена на центральном рисунке.
  • 4-проводная цепь. Цель такая же, что и при использовании трехпроводной схемы, но компенсация погрешности идёт обоих измерительных проводов. В трехпроводной схеме значение сопротивления обоих измерительных проводов принимается за одинаковое значение, но по факту оно может незначительно отличаться. За счет добавления ещё одного четвёртого провода в четырехпроводной схеме (закороченного со вторым измерительным проводом), удается получить отдельно его значение сопротивления и почти полностью компенсировать всё сопротивление от проводов. Однако, данная цепь является более дорогой, так как требуется четвёртый проводник и поэтому реализуется или на предприятиях с достаточным финансированием, или при измерении параметров, где нужна большая точность. 4-х проводную схему подключений вы можете увидеть на правом рисунке.

Обратите внимание! У датчика Pt1000 уже при нуле градусов сопротивление равно 1000 Ом. Увидеть их можно, например, на паровой трубе, где измеряемая температура равна 100-160 °С, что соответствует примерно 1400-1600 Ом. Сопротивление же проводов в зависимости от длины равно примерно 3-4 Ом, т.е. на погрешность они практически не влияют и смысла в использовании трёх или четырёх проводной схемы подключения особо нет.

ООО «СиБ Контролс»

Зависимость сопротивления RTD от температуры

Термометр сопротивления (RTD) – это сенсор температуры, изготовленный из тонкой металлической проволоки. Изменение электрического сопротивление данного сенсора от температуры аппроксимируется следующей формулой:
RT = Rref [1 + α(T − Tref )]

Источник

Adblock
detector