temperatūras jēdziens
no fiziskā viedokļa, siltums ir ķermeņa saturošās enerģijas mērījums, kas saistīts ar tās molekulām vai atomām, kas pārvietojas neregulāri. tāpat kā tenisa bumbiem ir vairāk enerģijas, pieaugot ātrumam, ķermeņa vai gāzes iekšējā enerģija pieaug, pieaugot temperatūrai. temperatūra ir mainīgs rādītājs, kas kopā ar citiem parametriem
Temperatūras pamatmērķis ir kelvīna grāds. 0 ° k (elvīna) temperatūrā visas ķermeņa molekulās ir miega stāvoklis un nav vairāk siltuma. Tāpēc nav iespējams negatīvu temperatūru, jo nav zemākas enerģijas stāvokļa.
ikdienā parasti izmanto centigrādu (agrīnāk centigrādu). tā nulles punkts ir ūdens sasalšanas punkts, ko ir viegli atkārtot praksē. tagad 0 ° c nav nevienā ziņā zemākā temperatūra, jo visi zina no pieredzes. paplašinot centigrādu skalā līdz zemākajai temperatūrai, kurā visas molekulārās kustības pārtrauc
Cilvēkam ir iespēja mērīt temperatūru ar savām sajūtām ierobežotā diapazonā. Tomēr viņš nevarēja precīzi atkārtot kvantitatīvus mērījumus. Pirmais kvantitatīvās temperatūras mērīšanas veids tika izstrādāts Florencijā 17. gadsimta sākumā un balstījās uz alkohola paplašināšanos. Skala ir balstīta uz augstākajām temperatūrām vasarā
elektriskā mērīšanas temperatūra
temperatūras mērīšana ir svarīga daudzās lietojumās, piemēram, ēku kontrolē, pārtikas pārstrādē un tērauda un naftas ķīmisko produktu ražošanā.
rūpnieciskās un komerciālās lietojumprogrammas mērīšanas vietas parasti atrodas tālu no rādītāju vai vadības punktu. mērījumu tālāk apstrāde parasti ir nepieciešama kontrolētājiem, ierakstītājiem vai datoriem. šīs lietojumprogrammas nav piemērotas termometru tiešai norādīšanai, jo mēs tās zinām no ikdienas lietošanas, bet tām ir nepieciešams temperatūru pārveidot
rtd pieņem metāla pretestības raksturlielumu, kas mainās ar temperatūru. tie ir pozitīvais temperatūras koeficients (ptc) sensori, kuru pretestība pieaug ar temperatūru. Galvenās izmantotās metālus ir platīna un niklis. Visbiežāk izmantotie sensori ir 100 ohmu vai 1000 ohmu rtds vai platīna
rtd ir precīzākais sensors rūpnieciskām lietojībām un nodrošina arī labāko ilgtermiņa stabilitāti. Platīna rezistences precizitātes reprezentatīvais vērtība ir + 0,5% no mērītās temperatūras. pēc viena gada var rasties + 0,05 ° C izmaiņas, vecot. Platīna rezistences termometriem ir temperatūras diapazons
pretestības izmaiņu ar temperatūru
metāla vedība ir atkarīga no vadītājelektronu kustības. ja uz stieņa galu tiek piemērots spriegums, elektroni pārvietojas uz pozitīvo poli. grīdas defekti traucē šo kustību. tie ietver ārējos vai trūkstīgos grīdas atomus, atomus grīdas robežās un starp grīdas pozīcijām. jo šīs
Platīna ir plaši pieņemta rūpnieciskajos mērījumos. tā priekšrocības ir ķīmiskā stabilitāte, salīdzinoši viegla izgatavošana (īpaši stiepļu ražošanai), iespēja iegūt to augstas tīrības veidā un reproducējamās elektriskās īpašības. šie raksturlielumi padara platīna pretestības sensoru par visplašāk savstarpēji
Termistori ir izgatavoti no dažiem metāla oksīdiem un to izturība samazinās ar temperatūras pieaugumu.
Tā kā NTC pretestības ir ļoti vienkāršas, tās var izmantot tikai monitoringa un indikatoru lietojumos, kur temperatūra nepārsniedz 200 °C. Šajā vienkāršā lietojumā tās ir lielākas par dārgākajām termoparām un RTD, ņemot vērā to zemu izmaksu un salīdzinoši vienkāršus nepieciešamos elektroniskos shēmas.
Termokopļa pamatā ir savienojums starp diviem dažādiem metāliem, termistoru. Termokopļa un rtd radītā spriegums pieaug ar temperatūru. salīdzinājumā ar pretestības termometriem tiem ir augstāks augšējais temperatūras robeža, ar nozīmīgu priekšrocību vairāk nekā tūkstošiem grādu celsijā. to ilgtermiņa stabilitāte ir
termoelektriskā iedarbība
Kad divas metālus savieno kopā, termoelektriskā spriegums rodas, jo elektronu un metāla jonu saistīšanās enerģija ir atšķirīga. spriegums ir atkarīgs no paša metala un temperatūras. lai šī termiskā spriegums radītu strāvu, abas metālus, protams, jāsavieno otrā galā, veidojot slēgtu apriti.
ja abās savienojumos ir vienāda temperatūra, tad nav strāvas plūsmas, jo divos punktos radītie daļējie spiedieni viens otru anulē. ja savienojuma temperatūra ir atšķirīga, radītā spriegums ir atšķirīgs un strāvas plūsmas. tāpēc termoparāts var mērīt tikai temperatūras atšķirību.
mērīšanas punkts ir savienojums, kas pakļauts mērītās temperatūras iedarbībai. atskaites savienojums ir savienojums, kas atrodas zināmajā temperatūrā. jo zināma temperatūra parasti ir zemāka par mērīto temperatūru, atskaites savienojumu parasti sauc par auksto savienojumu. lai aprēķinātu faktisko mērīšanas punkta temperatūru, jāzina auksto gala temperatūru.
Vecais instrumenti izmanto termostātiskās vadības savienojuma kastes, lai regulētu auksta savienojuma temperatūru zināmajos vērtībās, piemēram, 50 °C. Modernizācijas instrumenti izmanto vieglu plēvi rtd aukstajā galā, lai noteiktu temperatūru un aprēķinātu mērījuma punkta temperatūru.
termovilktiskā efekta radītā spriegums ir ļoti mazs un ir tikai daži mikrovolti uz grādu centigrādu. Tāpēc termoparus parasti neizmanto diapazonā no 30 °C līdz + 50 °C, jo atšķirība starp atskaites savienojuma temperatūru un atskaites savienojuma temperatūru ir pārāk maza, lai radītu ne
Rtd vedlība
pretestības termometrā pretestība mainās atkarībā no temperatūras. Lai novērtētu izejas signālu, caur to iet pastāvīgs strāvas plūsma un tiek mērīts sprieguma kritums.
mērīšanas strāvas ir jābūt pēc iespējas mazām, lai izvairītos no sensora apsildīšanas. Var uzskatīt, ka mērīšanas strāva 1ma nesniedz acīmredzamu kļūdu. strāvas rada sprieguma kritumu 0.1v pt 100 pie 0 °C. šo signāla spriegumu tagad ar minimālu izmaiņu jānosūta caur
2 stiepļu slodze
Termometra un novērtēšanas elektronikas savienošanai izmanto 2-kerns kabeļu. Tāpat kā jebkuram citam elektriskajam vedeklim, kabelam ir pretestība sērijā ar pretestības termometru.
3 stiepļu slodze
Lai samazinātu līnijas pretestības ietekmi un tās svārstību ar temperatūru, parasti izmanto trīsvadu shēmu. Tā ietver papildu stieņu ieslēgšanu vienā no Rtd kontaktiem. Tas rada divus mērīšanas shēmas, no kurām vienu izmanto kā atsauci. Trīsvadu shēma var kompensēt līnijas pretestību pēc tā skaita un temperatūras maiņas.
4vadu slodze
Labākais pretestības termometra savienojuma veids ir 4vadu savienojums. mērījums neattiecas ne uz līnijas pretestību, ne uz temperatūras izraisītu izmaiņu. nav nepieciešams līnijas līdzsvars. termometrs nodrošina mērīšanas strāvu caur jaudas savienojumu. mērīšanas līnijas sprieguma kritumu uzņem mērīšanas līnija. ja
2vadu raidītājs
izmantojot 2 stiepļu pārraidītāju, nevis daudzstiepļu kabeļu, var izvairīties no 2 stiepļu shēmas problēmas, kā aprakstīts iepriekš. pārraidītājs pārvērš sensora signālu normālā strāvas signālā 4-20ma, kas ir proporcionāls temperatūrai. pārraidītāja enerģijas padeve arī darbojas caur šiem diviem savienojumiem,
termistoru vedlība
Termistoru pretestība parasti ir vairākas lieluma kārtas lielāka nekā jebkura svina stieņa. Tāpēc svina pretestības ietekme uz temperatūras rādītājiem ir nenozīmīga, kamēr termistori gandrīz vienmēr ir savienoti ar 2 stieņiem.
termoparāzes vedelība
Atšķirībā no rtds un termistoriem, termoparām ir pozitīvas un negatīvas kājas, tāpēc ir jāievēro polaritāte. tos var pieslēgt tieši uz vietējo 2vadu pārraidītāju un vara drāzu var atgriezties pie saņēmēja instrumenta. ja saņēmējs instruments var pieņemt termoparā ievadījumu tieši, tad visu ceļu atpakaļ uz
Svaigas ziņas