Термопреобразователи сопротивления

Принцип действия основан на изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников под действием температуры.

Приборы для измерения температуры называются термометрами сопротивления.

В основном — проводниковые или из чистых металлов (платина , медь,никель,железо), зависимость R от изменения температуры носит нелинейный характер: R= (1+ ) где

- сопротивление при начальной температуре .

- перегрев относительно начальной температуры,

- коэффициенты, зависящие от материала.

Для пластины

R= (1+ )

сопротивление при 0

3,94 (1/ ;

-5,8 (1/ ;

Для вид группы

R= (1+ )

(1/ ;

У медного тензопреобразователя

R= (1+ ; (1/ ;

Выбор металла зависит от диапазона температуры .

1) платина -200 - 650 ( проволоки 0,07 мм)

2) медь -50 - +200 ( проволоки 0,1 мм)

3) железо и никель применяются редко чтобы исключить влияние индуктивности, провод наматывают бифилярно и помещают в трубчатый кожух.

Платиновые имеют сопротивления

10 Ом 0…+650

46 Ом -200 …+ 500

100 Ом -200 …+ 500

Медные

53 Ом -50…180

100 Ом -50…180

Чтобы ток сам не разогревал датчик, он должен быть малым. Постоянная времени от 10 с до 7 мин .

Преобразователи сопротивления из полупроводников называются термисторами. Они изготовляются из материала с большим отрицательным коэффициентом.

= Аехр

А- постоянная , зависящая от размеров и свойств полупроводника .

В – постоянная ,зависящая от физический свойств проводника.

Е – температура термистора (К).

;

= (1- ).

Серии ММТ и КМТ.

Недостаток – разброс параметров.

Термоэлектрические преобразователи

Рисунок 1 - Схемы подключения термоэлектрических преобразователей

Рисунок 2 - Характеристики термопреобразователей из различных материалов

Расходомеры, разновидности и область применения

На судах применяются датчики расхода топлива, воды, пара.

Расход – это объём или масса вещества, проходящая через определенное сечение в единицу времени.

Датчики расхода делятся на 2 группы:

· Расходомеры – измеряют расход в или

· Счетчики – измеряют количество вещества за определенный промежуток времени ( час, сутки )

Виды расходомеров:

· Расходомеры переменного и постоянного перепада давления

· Объемные расходомеры

· Тахометрические расходомеры

· Электромагнитные расходомеры

· Индукционные расходомеры

Расходомер переменного перепада давления

Принцип действия основан на измерении перепада давления, возникающего при протекании жидкости, пара или газа через сужающее устройство, установленное внутри трубопровода. Статическое давление после сужающегося устройства становится меньше, чем перед ним. В качестве сужающего устройства используются нормальные диафрагмы.

Рисунок 1 - Схема подключения расходомера переменного перепада давления

Объемный расход несжимаемой жидкости равен произведению скорости потока на площадь сечения.

ρ – плотность жидкости

F₀ – поперечное сечение диафрагмы

P₁ – сечение I (давление)

P₂ – давление в сечении II

Q = αF₀ , где Q – объёмный расход

α – безразмерный коэффициент

Массовый расход равен объёмному, умноженному на ρ : Q_m = αF₀

Если вещество сжимается, то вводят коэффициент β, учитывающий этот факт.

Тогда Q = αβF₀

Q_m = αβF₀

Где ρ₁ – плотность среды перед сужающим устройством.

Для измерения перепада давления используют манометры.

Расходомеры постоянного перепада давления.

Он состоит из вертикальной конусной трубы, внутри которой находится поплавок, свободно плавающий в потоке измеряемого вещества. В верхней части поплавка имеются косые канавки, вызывающие его непрерывное вращение. Такой расходомер носит название ротаметра.

Рисунок 2 - Схема подключения расходомера постоянного перепада давления

Сила тяжести поплавка направлена вниз и равна P = V_пg(ρ_п-ρ), где V_п – объем поплавка, g – ускорение свободного падения, ρ_п – плотность материала поплавка, ρ – плотность измеряемой среды.

Подъемная сила направлена вверх и равна R = ( P₁-P₂ )F₀

P₁ и P₂ – давление жидкости перед поплавком и после поплавка

F₀ – площадь лобовой поверхности поплавка

В установившемся режиме P=R

Поэтому P₁-P₂ = ;

Объемный расход равен :

Q = αF_К ;

Где α – коэффициент расхода

F_K – площадь кольцевого сечения

Если трубка стеклянная, на нее наносятся деления, а положение поплавка показывает расход жидкости.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: