Для вимірювання температури є первинні перетворювачі температури - термодатчики (термоперетворювачі).
У промисловості, як правило, використовуються два різновиди датчиків температури - термопари і термосопротивления. З приладами Термодат можуть бути використані термопари будь-якого вітчизняного або іноземного виробника, за умови, що вони мають стандартну градуювання по ГОСТ Р 50342-92.
З приладами Термодат можуть використовуватися термосопротивления будь-якого вітчизняного або іноземного виробника, за умови, що вони мають стандартну градуювання по ГОСТ Р 50353-92, при цьому термосопротивления повинні бути електрично ізольовані від корпусу. Слід зазначити, що прилади Термодат мають універсальний вхід, до якого також можна підключити пірометри (з градуюванням 20-РК15 і 21-РС20), а також інші датчики з уніфікованим сигналом напруги 0-50мВ або струму 0-20 мА (0-5мА, 4-20мА).
Термоелектричні перетворювачі (термопари)
Існує кілька типів термопар. Найпоширеніші термопари - хромель-алюмель ХА (К) і хромель-копель ХК (L). Інші типи - платина-платинородій ПП (S і R), залізо-константан ЖК (J), мідь-константан МК (T), вольфрам-реній ВР і деякі інші менш поширені. Прилади Термодат можуть працювати з термопарою будь-якого типу. У пам'яті приладу прошиті градуювальні таблиці, тип градуировочной таблиці і відповідне позначення в меню вказується в паспорті приладу. Перед установкою приладу на обладнання слід встановити тип використовуваної термопари. Тип термопари встановлюється в третьому рівні режиму настройки приладів. У багатоканальних приладах до всіх каналів повинні бути підключені термопари одного типу.
Слід пам'ятати, що термопара за принципом дії вимірює температуру між "гарячим спаєм" (робочим спаєм) і вільними кінцями ( "холодними спаями") термоелектродів. Тому термопари слід підключати до приладу безпосередньо, або за допомогою подовжувальні проводів, виготовлених з тих же термоелектродних матеріалів. Температура "холодних спаїв" в приладах Термодат вимірюється в зоні підключення термопар (поблизу клемної колодки) спеціальним термодатчиком і автоматично враховується при обчисленні температури. Для досягнення найбільшої точності і правильного виміру температури холодних спаїв, необхідно стежити, щоб в зоні контактної колодки були відсутні великі градієнти температури, конвективні потоки (обдування, вітер, протяги), а також променистий нагрів від гарячих тіл. Якщо включити прилад Термодат, а замість термопари до входу приладу підключити перемичку (закоротити вхід), то прилад повинен показати виміряну температуру в зоні контактної колодки (температуру "холодного спаю"). Відразу після включення ця температура близька до температури навколишнього середовища, а потім кілька підвищується в міру саморазогрева приладу. Це нормальний процес, так як завдання термокомпенсаційного датчика вимірювати температуру навколишнього середовища, а температуру холодних спаїв. При необхідності термокомпенсаціонних датчик можна підлаштувати. Підстроювання слід виконувати відповідно до інструкції з калібрування.
До приладів Термодат можуть бути підключені як мідні (ТОМ) так і платинові (ТОП) термосопротивления. При настройці приладу слід встановити тип термосопротивления і його градуювання (опір при 0 ° C) в третьому рівні режиму настройки. Стандартні значення становлять 50 і 100 Ом (50М, 50П, 100М, 100П), однак можуть бути встановлені також інші значення. У багатоканальних приладах до всіх каналів повинні бути підключені термосопротивления одного типу.
Термосопротивления можуть бути підключені до приладу Термодат як по трехпроводной, так і по двухпроводной схемі. Двухпроводная схема підключення дає задовільні результати, коли датчик видалений на невелику відстань від приладу. Уточнимо наші слова. Припустимо, Ви використовуєте мідне термоопір номіналом 100 Ом (градуювання 100М). Опір цього датчика змінюється на dR = 0,4% R = 0,4Ом, при зміні температури на один градус. Це означає, що якщо опір проводів, що з'єднують термодатчик з приладом, дорівнюватиме 0,4 Ом, помилка вимірювання температури буде дорівнює одному градусу. У таблиці наведені довідкові значення опорів мідних проводів різного перерізу, і допустимі довжини проводів при двухпроводной схемою підключення.
Переріз підвідних проводів, мм²
Опір проводу при 20 ° C, Ом / км
Максимально допустимий видалення датчика, при якому помилка, викликана підводять проводами при двухпроводной схемою підключення становить один градус
При видаленні термодатчика на великі відстані слід застосовувати трьохпровідний схему підключення. Третій провід використовується для вимірювання опору підвідних проводів. Всі три дроти повинні бути виконані з одного і того ж мідного кабелю перетином не менше 0,5 мм ² і мати однакову довжину (кажучи точно, опір проводів не повинно відрізнятися один від одного більш ніж на 0,2 Ом для ТСМ100 і більш ніж на 0 , 1 Ом для ТСМ50). Максимальна довжина проводів не повинна перевищувати 300м. Для роботи з іскрозахисними бар'єрами потрібно чотирипровідна схема підключення термосопротивления. За спеціальним замовленням прилади Термодат можуть бути обладнані входами для чьотирьох підключення датчиків.
Діапазон вимірювання температури, точність вимірювання і дозвіл по температурі
Дозвіл по температурі визначається останньої значущою цифрою на індикаторі приладу і становить 1 ° C для більшості моделей, що працюють з термопарами. Для програмних регуляторів температури і частини приладів, що працюють з термосопротивлений, роздільна здатність становить 0.1 ° C.
Дозвіл по температурі слід відрізняти від точності вимірювання. Відносна похибка вимірювання приладів Термодат становить 0,5% від нормує значення (клас точності 0,5). Під нормує значенням приймається різниця алгебри верхнього і нижнього меж вимірювання. Максимальні діапазони вимірювань температури при роботі з різними типами термодатчиків наведені в таблиці. З вищесказаного випливає, що максимальна абсолютна похибка вимірювання температури приладів Термодат при роботі з термопарою ХК (ХА) в діапазоні від -50 до 1100 ° C становить 5,7 ° C. Похибка вимірювання температури приладами Термодат може бути зменшена при їх виробництві шляхом зменшення діапазону вимірювання. Так, наприклад, при роботі в діапазоні від 0 до 400 ° C похибка становитиме 2 ° C. В цьому випадку, при випуску та проведення повірки, в паспорті приладу повинен вказуватися відповідний діапазон вимірювань. Похибка вимірювання темератури приладами Термодат не може бути менше 2 ° C при роботі з термопарами і менше 0,5 ° C при роботі з термосопротивлений.
Діапазон вимірювання, ° C
Позначення в меню настройки
Термоопір ТСП (П50, П100)
Похибка вимірювання температури складається з похибки вимірювання електронного приладу і похибки датчика температури. Максимально допустима похибка використовуваного Вами датчика температури повинна бути вказана в його паспорті або ГОСТ. Для термопар, наприклад, похибка вимірювання пов'язана з можливими відхиленнями від номінальної статичної характеристики (НСХ). Відповідно до ГОСТ Р 50342-92, для термопар ХА (К) другого класу точності допустимі відхилення від НСХ складають 2,5 ° C в діапазоні температур 0-330 ° C і 0,0075 * t ° C в діапазоні температур 330-1000 ° C. У разі, якщо потрібно більш висока точність вимірювання, слід застосовувати термопари більш високого класу точності, а також термопари з благородних металів (ПП або ПР). Слід зазначити, що точність вимірювання температури залежить не тільки від приладу і термодатчика. Багато що залежить від конструкції об'єкта вимірювання, від точки розташування термодатчика, від якості теплового контакту з вимірюваним середовищем, від умов відведення тепла холодної монтажної частиною термодатчика. Тобто, завдання вимірювання температури є складним інженерним завданням і повинна вирішуватися фахівцями.
У більшості завдань регулювання температури швидкодії вимірювального приладу не має значення, так як характерні часи теплових процесів великі. Прилади Термодат послідовно опитують всі канали і проводять виміри. У кожному циклі вимірювання проводиться вимірювання температури холодних спаїв і опитування опорних каналів для самокалібрування і балансування нуля. Час вимірювання по одному каналу для малоканальних ОДНОБЛОКОВОМУ приладів становить 200мс, з урахуванням усреднений і пауз після перемикання комутатора. Повний цикл вимірювання складає 2 сек для одноканального приладу, 2,5 сек для двоканального і 3 сек для трехканального. Час повного циклу вимірювання для багатоканальних приладів залежить від кількості встановлених каналів вимірювання N і може бути оцінений по формулі: Т = (0.6 + 0.2N) секунд.