ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ОБЪЕКТЕ Элементы измерения температуры из "Низкотемпературные холодильные установки" В левой части этого уравнения — количество тепла, которое подводится к элементу с массой т и удельной теплоемкостью с и нагревает его на (И градусов. В правой — тепло, которое передается от среды к элементу за счет разности температур между ними (/ — поверхность элемента, а — коэффициент теплоотдачи). [c.197] Это уравнение аналогично уравнению (V—10), т.е. представляет собой инерционное (апериодическое) звено. Переходная характеристика его [см. уравнение (V—11)] была приведена на рис. 77. При ступенчатом изменении температуры среды температура элемента t (и соответственно значение выходного параметра ХО приблизится к ней (на 95—98%), как указывалось, только через время (3- 4) Т. [c.197] Если элемент соприкасается с жидкой средой [а=1000ч- 2000 Вт/(м2-°С)], то постоянная времени Т сравнительно мала (0,1—20 с). При соприкосновении с воздухом или другим газом [а = 20—40 Вт/(м -°С)] значение Т достигает 1—10 мин. В этих случаях для уменьшения инерционности стремятся увеличить поверхность термометра Р, уменьшая по возможности его массу т. [c.197] Манометрические чувствительные элементы (рис. 88, а) представляют собой герметичную систему, состоящую из термобаллона 1 и упругого элемента 3 (сильфона), соединенных капиллярной трубкой 2. Система может быть заполнена газом, жидкостью, парожидкостной смесью или газом с твердым адсорбентом. [c.198] Большое распространение в холодильных установках получили манометрические парожидкостные термоэлементы, заполненные жидкостью, кипящей при низких температурах (см. рис. 88,а). При повышении температуры дополнительно выкипает часть жидкости, и давление насыщенных паров возрастает. Относительная чувствительность термоэлемента К у парожидкостных термометров в 5—10 раз выше, чем у газовых. [c.199] Недостатком парожидкостных манометрических термометров является нелинейная зависимость между изменением температуры и давления, что особенно существенно в низкотемпературных установках, работающих в широком диапазоне температур. [c.200] Например, для термометров, заполненных фреоном-12 или хлорметилом, при температуре —20° С /С = 0,04, при 4-20° С около 0,02 на 1°С. [c.200] Кроме того, абсолютное приращение давления на ГС при низких температурах очень мало и поэтому общая чувствительность элемента снижается. Для повышения чувствительности применяют агенты более высокого давления. [c.200] Манометрические термометры с твердым адсорбентом (рис. 88,6) практически лишены недостатков, имеющихся у парожидкостных термометров. В качестве газа применяют углекислоту. Твердым адсорбентом служит активированный уголь. С повышением температуры адсорбирующая способность угля снижается и давление газа возрастает. Эти элементы имеют линейную статическую характеристику в широком диапазоне (участок В—С). Они могут работать при температуре сильфона более низкой, чем у тер-.мобаллона, и выдерживают нагревание до высоких температур. Длина капиллярной трубки у манометрических термометров не превышает 3 м. [c.200] Для передачи сигнала на большие расстояния применяют электрические элементы измерения температуры термопары и термометры сопротивления. [c.200] Термопары (рис. 88, в) представляют собой два проводника (металлы Л и ), спаянные между собой на концах. Если температура одного спая ( х) окажется ниже, чем другого (4), то между спаями возникает э. д. с., которая может быть измерена чувствительным потенциометром или подана на вход усилителя постоянного напряжения. Величина э. д. с. почти пропорциональна разности температур спаев и зависит от материалов выбранной пары металлов. [c.200] Термометры сопротивления (проводниковые) представляют собой тонкую проволоку, намотанную на пластмассовый или керамический каркас и сверху закрытую защитным кожухом (рис. 88,г). Для измерения температур от —50 до +100°С применяют медную проволоку диаметром 0,05—0,1 мм. Для более низких температур (до —200°С) или более высоких (до 500°С) применяют платиновые термометры сопротивления. [c.201] В табл. 24 приведены значения и а для некоторых типов выпускаемых термометров. [c.201] Недостаток термисторов — значительный разброс номинальных значений / о и а. Поэтому в измерительную схему вводят добавочные сопротивления (одно последовательно с термистором, другое— параллельно). При замене одного термистора другим номинальное значение регулируют последовательным сопротивлением, а чувствительность а — параллельным. [c.202] Чувствительность всех электрических термометров зависит как от типа термометра, так и от схемы измерения. [c.202] Наибольшую точность и стабильность дают проводниковые термометры сопротивления. Погрешность измерения при пользовании ими может быть менее 0,1° С. В паспорте выпускаемых термометров сопротивления дается зависимость сопротивления от температуры (в виде уравнения, графика или градуировочной таблицы). Однако большие габариты термометров сопротивления часто не позволяют производить измерения в труднодоступных местах, а большая их инерционность мешает уловить быстроменяющуюся температуру. В этих случаях целесообразнее применять термо-пары. [c.203] Однако термопары имеют больший разброс показаний из-за различного качества спая и нестабильности свойств применяемых металлов. Поэтому при точных измерениях (О,Г С и выше) каждую термопару приходится градуировать. При большом количестве термопар для облегчения измерений можно использовать общую градуировочную таблицу, но перед этим необходимо проверить каждую термопару, чтобы отклонения от табличных значений не превышали допустимых. Большинство изготовленных термопар не выходит за пределы отклонения 0,3—0,4° С. [c.203] Измерительные схемы включения электрических термометров приведены на рис. 89. Широко используемые мостовые схемы имеют большую чувствительность по сравнению с последовательным или параллельным включением переменного сопротивления Rt в цепь нагрузки (катушки) измерительного прибора R . [c.203] Рассмотрим простейшую схему неравновесного моста (рис. 89, а). В диагонали моста в—г находится источник э.д. с. постоянного тока Е. Когда соотношение между сопротивлениями Ri Rs=R2 Rt, падение напряжения на участке в—а равно падению напряжения на участке в—б, т. е. потенциалы в точках а и б равны ( /а— б), и ток через сопротивление в катушке измерительного прибора не проходит. Это соответствует начальному значению измеряемой температуры. При увеличении температуры и сопротивления Rt сила тока в цепи в—б—г уменьшится, потенциал в точке б возрастет и через нагрузку (в диагонали б—R —а) пойдет ток, который вызовет отклонение стрелки чувствительного вольтметра. [c.203] Для устранения температурной погрешности применяют так называемую трехпроводную схему (рис. 89,6). С увеличением температуры сопротивление проводов в плечах в—б и г—б увеличивается одновременно, что не отражается на условии равновесия моста. [c.204] Вернуться к основной статье