Автоматизация технологического процесса производства хлебного кваса

дипломная работа

3.3 Средства измерения температуры

Проводниковый термометр сопротивления ТСМ 0879

В проводниковых термометрах сопротивления используется зависимость электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры. По формуле (7) можно рассчитать сопротивление чувствительного элемента датчика медного

Rt = R0(1 + бt),(7)

где Rt -- сопротивление чувствительного элемента датчика при температуре t °С, Ом;

R0 -- сопротивление датчика при 0 °С, определяемое его градуировкой, Ом;

б -- температурный коэффициент электрического сопротивления (для меди б = 4,26 * 10 -3, 1/град).

Термопреобразователь сопротивления ТСМ-0879 предназначен для измерения температуры газообразных и жидких сред.В медных термометрах сопротивления в качестве ЧЭ используется медная проволока диаметром 0,03... 0,08 мм. Проволока наматывается на каркас из диэлектрика (плоский или цилиндрический) и закрывается защитным чехлом.

На рисунке 10 показана конструкция промышленного термометра сопротивления. Основными элементами являются корпус (тело) 5 термометра и головка 2. Тело на величину L (монтажную длину) помещена в контролируемый объект (40... 3 150 мм). В теле находится чувствительный элемент 4, который соединительными проводами, изолированными фарфоровыми бусинами б, соединен с клеммами 1, находящимися в головке. Штуцер 3 служит для крепления термометра на объекте. К линии связи с измерительным прибором термометр подсоединяют с помощью клемм через сальниковое уплотнение 7. При изменении температуры в измеряемой среде происходит изменение электрического сопротивления чувствительного элемента, которое передается на клеммы и регистрируется вторичным прибором [3].

1 - клеммы; 2- головка; 3-штуцер;4 - чувствительный элемент; 5- тело; 6- фарфоровые бусины; 7- сальниковое уплотнение

Рисунок 10 - Промышленный термометр сопротивления

Проводниковые термометры сопротивления работают в комплекте с логометрами и автоматическими мостами.

Габаритные размеры и схема соединений с вторичными приборами представлены на рисунке 11.

Рисунок 11 - Габаритные размеры и схема соединений прибора ТСМ 0879

К достоинствам термопреобразователей сопротивления относят линейную или близкую к линейной зависимость сопротивления от температуры, достаточно высокий температурный коэффициент сопротивления, дешевизну. Недостатком таких приборов является сильная окисляемость меди при повышенных температурах.

Метрологические характеристики: класс точности 1%; диапазон измеряемых температур от минус 50 до 150°С; градуировки: 50М, 100М; показатель тепловой инерции при диаметре защитной арматуре d = 6 мм не более 15 с, при диаметре защитной арматуры d = 8 мм не более 30 с.

Логометр ЛР 64И

Принцип действия логометров основан на взаимодействии магнитных полей токов в цепях термометра сопротивления и постоянного сопротивления. Измерительная система логометров состоит из двух рамок, помещенных в поле постоянного магнита. При измерении угол отклонения, а, следовательно, и уравновешивание подвижной системы логометра определяются отношением сил токов, проходящих через обе его рамки. Принципиальная схема логометра со скрещенными рамками приведена на рисунке 12. Здесь в междуполюсном пространстве постоянного магнита на общей оси укреплены две скрещенные и жестко связанные между собой рамки Rp и Rp, изготовленные из тонкой изолированной медной проволоки. Эти рамки могут свободно поворачиваться в зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником цилиндрической формы, закреплёнными так же, как и полюсные наконечники, неподвижно.Рамки логометра включены таким образом, что их вращающие моменты направлены навстречу друг другу. Из формулы (8) видно, что при определенном угле поворота моменты сравняются

M1=M2 или S1 ·n1 ·B1 ·I1=S2 ·n2 ·B2 ·I2(8)

где М1, М2 - вращающие моменты, Н·м;

S1, S2- площадь активной част рамок, м2;

n1, n2 - количество витков рамок RP и RP, соответственно;

В1, В2 - магнитная индукция в зонах расположения рамок, Т;

I1, I2 - токи в соответствующих рамках, А.

Рисунок 12 -Принципиальная схема логометра со скрещенными рамками

Подвод тока к рамкам производится с помощью тонких безмоментных вводов, сделанных из золотых ленточек и практически не создающих механического (упругого) противодействующего момента. На приведенной схеме R1 и R2 - постоянные сопротивления, a RT -сопротивление термометра.

Ток от источника питания в точке А разветвляется и далее проходит по двум ветвям: через рамку Rp, сопротивление R1, а также рамку Rp и сопротивление R2. При протекании токов I1 и I2 через рамки логометра создаются магнитные поля, которые, взаимодействуя с полем постоянного магнита, создают вращающие моменты М1 и М2, направленные навстречу друг другу. Технические и метрологические характеристики: класс точности 1,5%; масса 3 кг; диапазон измерений от минус 50 до 150 оС.

Преимущества: конструкция и внутреннее устройство прибора простое и весьма надежное, равномерность шкалы, малое потребление энергии. Недостатки: не имеет противодействующего момента, невозможность работы на переменном токе без дополнительных преобразователей.

Логометр ЛР-64И на панели устанавливают на кронштейнах, прикрепленных к нему на шарнире. На рисунке 13 представлена схема монтажа прибора [5].

Рисунок 13 - Схема монтажа логометра ЛР 64И

Оценим погрешность измерения температуры измерительной системой термометр сопротивлений ТСМ 0879 - логометр ЛР-64И. Термометр сопротивления градуировки 50М. Стрелка прибора стоит на отметке 36 оС. Сопротивление соединительных проводов подогнано с точностью ±0,05 Ом. По формуле (9) рассчитаем предельную погрешность измерительной системы

,(9)

где - предельная погрешность измерительной системы, Ом;

- допускаемая погрешность термометра сопротивления, Ом;

- допускаемая погрешность соединительных проводов, Ом;

- допускаемая погрешность логометра, Ом.

Допускаемая погрешность медного термометра сопротивления ±0,214 Ом. Найдем по формуле (10) погрешность логометра

(10)

где К - класс точности логометра, %.

После подстановки в формуле (11) получаем погрешность измерения температуры измерительной системой

(11)

что соответствует погрешности измерения ?t=±3,5 oC.

Делись добром ;)