Характеристики материалов для термоэлектрических преобразователей - Конспект Лекций, раздел Философия, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ Измеряемые и регулируемые величины Два Любых Разнородных Проводника Могут Образовать Термоэлектрический Термомет...
Два любых разнородных проводника могут образовать термоэлектрический термометр.
К материалам, используемым для изготовления термоэлектрических термометров, предъявляется целый ряд требований, которые делятся на обязательные и желательные.
Обязательные требования:
- стабильность градуировочной характеристики;
- воспроизводимость – для стандартных термометров.
Желательные требования:
- жаростойкость или окалиностойкость;
- жаропрочность, т.е. стойкость к механическим нагрузкам при повышенных температурах;
- химическая стойкость;
- однозначность;
- линейность градуировочной характеристики.
Например, могут быть жаропрочные материалы, воспроизводимые с однозначной и линейной градуировочной характеристикой и высоким коэффициентом преобразования, но если градуировочная характеристика этих материалов нестабильна, то измерять таким термометром нельзя.
С другой стороны, материалы, имеющие низкий коэффициент преобразования, нелинейную градуировочную характеристику, но имеющие стабильную характеристику, используются для термоэлектрических термометров.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 6616-94 «Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия» введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г. В стандарте нормализованы требования к двенадцати типам ТП, некоторые из них представлены в табл. 6.6.
Таблица 6.6. Основные типы термоэлектрических преобразователей (ГОСТ-6616-94)
| Тип термопары
| Обозначение МЭК
| Букв. обозн. НСХ
| Химический состав термоэлектродов, мас. %
| Пределы измеряемых температур, °С
|
| положительный
| отрицательный
| нижний
| верхний
| кратковременно
|
| Медь – константановая ТМКн
| Cu–CuNi
| Т
| Cu
| Cu+
(40-45) Ni+ l,0Mn+0,7Fe
| –200
|
|
|
| Хромель –копелевая ТХК
| –
| L
| Ni+ 9,5 Cr
| Cu+
(42-44) Ni+ +0,5Mn+0,lFe
| –200
|
|
|
| Хромель – константановая ТХКн
| NiCr–CuNi
| Е
| Ni+ 9,5 Cr
| Cu+
(40-45) Ni+ +l,0Mn+0,7Fe
| –200
|
|
|
| Железо – константановая ТЖК
| Fe-CuNi
| J
| Fe
| Cu+
(40-45) Ni+ +l,0Mn+0,7Fe
| –200
|
|
|
| Хромель –алюмелевая ТХА
| NiCr-NiAl
| К
| Ni+ 9,5 Cr
| Ni+lSi+
+2Al+2,5Mn
| –200
|
|
|
| Нихросил – нисиловая ТНН
| NiCrSi –NiSi
| N
| Ni+14,2Cr+
1,4Si
| Ni+4,4Si+
+0,lMg
| –270
|
|
|
| Платинородий – платиновые ТПП13, ТПП10
| –
| R
S
| Pt+13Rh Pt+l0Rh
| Pt
Pt
|
|
|
|
| Платинородий – платинородиевая ТПР
| –
| В
| Pt+30Rh
| Pt+6Rh
|
|
| –
|
| Вольфрамрений – вольфрамрениевые ТВР
(А-1; А-2; А-3)
| –
| –
| W+5% Re
| W+20% Re
|
|
|
|
Хромель-копелевые (ТХК) и хромель-алюмелевые (ТХА) – наиболее распространенные в России термоэлектрические преобразователи.
Преобразователь термоэлектрический хромель-копелевый (типа L) обладает наибольшей дифференциальной чувствительностью из всех промышленных термопар (около 70÷90 мкВ/°С), применяется для точных измерений температуры, а также для измерений малых температурных разностей. Термопреобразователь обладает высокой термоэлектрической стабильностью при нагревах до 600 °С, обусловленной тем, что изменение термоЭДС хромелевого и копелевого термоэлектродов направлены в одну и ту же сторону и компенсируют друг друга. Технический ресурс термопар может составлять несколько десятков тысяч часов. Так, у термопар с диаметрами термоэлектродов от 0,5 до 3,2 мм при их выдержке в течение 10000 час. при 400…600 °С максимальные изменения градуировки составили 0,5…1 °С. К недостаткам ТХК можно отнести относительно высокую чувствительность к деформации.
Для термометров с термоэлектродами диаметром менее 1 мм верхний предел длительного применения менее 600 °C и составляет, например, для термоэлектродов диаметром 0,2¸0,3 мм только 400 °C. Верхний предел применения определяется стабильностью характеристик копелевого термоэлектрода.
Преобразователь термоэлектрический хромель-алюмелевый (тип К) является самым распространенным термопреобразователем в промышленности и научных исследованиях. Термопреобразователь предназначен для длительного измерения температуры до 1100 °С в окислительных и инертных средах. Термопреобразователь широко используется во всех отраслях промышленности в печах, нагревательных устройствах, энергосиловом оборудовании. Номинальная статическая характеристика ТХА близка к линейной, дифференциальная термоЭДС около 40 мкВ/°С во всем диапазоне измеряемых температур. Главное преимущество ТХА, по сравнению с другими термопарами из неблагородных металлов, состоит в значительно большей стойкости к окислению при высоких температурах. Технический ресурс термопар при температурах менее 850 °C ограничивается только дрейфом термоЭДС, т.к. жаростойкость хромеля и алюмеля позволяет использовать их при этих температурах десятки тысяч часов.
Термоэлектрод из никель-алюминиевой проволоки менее устойчив к окислению, чем никельхромовый. Верхние пределы применения зависят от диаметра термоэлектродов. Для термоэлектродов диаметром 3¸5 мм верхний предел длительного применения никельхром-никельалюминиевых термометров составляет 1000 °C, а для диаметра 0,2¸0,3 мм – не более 600 °C. Термометры типа Кобладают самой высокой влагостойкостью.
К недостаткам ТХА относятся присущие ей два вида нестабильности термоЭДС: обратимая циклическая нестабильность и необратимая нестабильность, постепенно накапливающаяся со временем.
Учитывая вышеизложенное, применять один и тот же преобразователь ТХА во всем диапазоне измеряемых температур нецелесообразно, т.к. это ухудшает точность измерений. Термопарой, которую используют для точного измерения температур до 500 °C, не следует измерять более высокие температуры, и, наоборот, термопарой, использовавшейся при температурах выше 900 °C, нецелесообразно измерять температуры 300÷600 °C.
Все термоэлектрические термометры из неблагородных материалов хорошо стоят в инертной и восстановительной атмосфере, в окислительной атмосфере их срок службы ограничен.
Кроме того, термометры хромель-копелевые и хромель-алюмелевые отличаются достаточно высокой стабильностью и линейностью характеристики, в том числе при высокой интенсивности ионизирующих излучений. Они все же способны работать в окислительной среде, поскольку образуемая при нагреве тонкая защитная пленка препятствует проникновению кислорода внутрь металла.
Термопреобразователи вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР)имеют самый высокий предел длительного применения до 2200 °С, но только в неокислительных средах, т.к. на воздухе уже при температуре 600 °С происходит очень быстрое окисление и разрушение термоэлектродов. Термопара устойчива в аргоне, гелии, сухом водороде и азоте, а также в вакууме. Основной недостаток – плохая воспроизводимость термоЭДС, вынуждающая группировать термоэлектродные пары по группам с номинальными статическими характеристиками А-1, А-2, А-3.
Термопреобразователи платинородий-платиновые и платинородий-платинородиевые (ТПП и ТПР)чаще всего используются в металлургическом производстве и при термообработке в диапазоне 1000÷1600 °С.
Модификация ТПП13 типа R широко применяется за рубежем. Термопары ТПП10 типа S используются также в качестве эталонных средств. Градуировочная характеристика термометров ТПП типа S не совпадает с градуировочной характеристикой ТПП типа R.
По совокупности свойств платина и платинородиевые сплавы являются уникальными материалами для термопар. Их основное свойство – хорошее сопротивление газовой коррозии, особенно на воздухе при высоких температурах. Указанное свойство в сочетании с высокой температурой плавления и достаточно большой термоЭДС, хорошей совместимостью со многими изолирующими и защитными материалами, а также с хорошей технологичностью и воспроизводимостью метрологических характеристик делает их незаменимыми при изготовлении электродов термопар для измерения высоких температур в окислительных средах. Эти сплавы устойчивы в аргоне и гелии, не растворяют азот и водород, не образуют нитридов и гидридов. Верхний температурный предел длительного применения термопары ТПП10 равен 1300 °С.
При температурах выше 1400 °С используется термопара ТПР с меньшей дифференциальной чувствительностью, но с пределом рабочих температур до 1600 °С (кратковременно до 1800 °С). Эта термопара механически более прочна, менее склонна к росту зерна и охрупчиванию, менее чувствительна к загрязнению. Кроме того, малая чувствительность термопары в диапазоне 0…100 °С делает возможным ее применение с медными удлинительными проводами и не требует термостатирования свободных концов, например, если температура свободных концов 70 °C и поправка на нее не вводится, то при температуре рабочего спая 1600 °C это вызовет погрешность около 2,1 °C. Градуировочная характеристика термометров типа В не совпадает с градуировочной характеристикой прежних моделей типа ПР.
Термометры ТПП и ТПР сохраняют стабильность градуировочной характеристики в окислительной и нейтральной средах. В восстановительной атмосфере эти термометры работать не могут, так как происходит существенное изменение термоЭДС термометра. Так же неблагоприятно воздействует на термометры контакт с углеродом, парами металлов, соединениями углерода и кремния, а также рядом других материалов, загрязняющих термоэлектроды.
Медь – константановые ТМКнтипа Т и близкие к ним медь – копелевые и медь – медноникелевые термоэлектрические термометры применяются главным образом для измерения низких температур в промышленности и лабораторной практике. Применение этих термометров для температур менее -200 °C осложняется существенным уменьшением коэффициента преобразования с уменьшением температуры. При температурах свыше 400 °C начинается интенсивное окисление меди, что ограничивает применение термометров этих типов.
Железо-константановыетипа J и близкие к ним железо-медноникелевыетермоэлектрические термометры применяются в широком диапазоне температур от минус 200 до плюс 700 °C, а кратковременно до 900 °C. Они имеют достаточно большой коэффициент преобразования (около 55 мкВ/°C). Верхний предел измерения ограничен окислением железа и медноникелевого сплава.
Кроме стандартных термоэлектрических термометров находят применение в особых условиях нестандартные термоэлектрические термометры, которые либо не отвечают требованиям воспроизводимости, либо не имеют достаточно стабильную градуировочную характеристику. К ним относятся высокотемпературные термометры:
- дисилицид молибдена – дисилицид вольфрама (MoSi2 – WSi2) для измерения температур агрессивных газовых сред и некоторых расплавов в интервале температур до 1700 °C;
- углерод – борид циркония (С – ZrB2) для измерения температур жидких металлов до 1800 °C;
- углерод – карбид титана (С – TiC) для измерения неокислительных газовых сред до 2500 °C;
- карбид ниобия – карбид циркония (NbC – ZrC) для измерения в восстановительной и инертной среде или в вакууме до 3000 °C.
Для измерения низких температур (до минуса 270 °C) в промышленных установках применяют золотожелезо-никельхромовую (AuFe – NiCr) термопару, которая практически не изменяет своего коэффициента преобразования в интервале температур (минус 200÷270 °C).
Все темы данного раздела:
Измеряемые и регулируемые величины
Набор измеряемых параметров зависит от специфики технологических процессов.
В зависимости от характера технологического процесса все производства можно разделить на две группы: производств
Государственная система приборов
Нормальная работа и технический прогресс всех отраслей хозяйственной деятельности потребовали создания государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП) для обеспечения разработки и пр
Принципы построения ГСП
В основе построения средств ГСП лежит блочно-модульный принцип.
Блочно-модульный принцип – это возможность создания различных функционально сложных устройств из ограниченн
Функциональные группы изделий ГСП
По функциональному признаку технические средства ГСП разделяют на четыре группы устройств, предназначенных для выполнения определенных функций.
Первая функциональная группа
Основные ветви системы
Обмен информацией устройств ГСП, входящих в системы измерения и автоматизации, осуществляется посредством сигналов связи и интерфейсов.
В аналоговых системах контроля и регулирования испол
Структурные схемы средств измерения неэлектрических величин
Схемы для измерения неэлектрических величин могут быть довольно сложными, так как кроме измерительных преобразователей в схему могут входить усилители, выпрямители, источники питания, двигатели, не
Структурные схемы измерительных систем
На рис. 2.8 показаны структурные схемы измерительных систем, используемых для автоматического контроля технологических процессов.
Измерительная система, построенная по схеме 2.8,а, обеспеч
Статические характеристики и параметры измерительных устройств
Измерительное устройство принято рассматривать как некоторый преобразователь, служащий для преобразования входного сигнала X в выходной Y. Такое представление позволяет применять при
Динамические характеристики измерительных устройств
Динамический режим работы измерительного устройства – режим, при котором значения выходного и входного сигналов изменяются во времени, иначе, динамическое или нестационарное или не
Погрешности средств измерений
Погрешность средств измерений или инструментальная погрешность имеет определяющее значение для наиболее распространенных технических измерений.
Наиболее существенные составляющие погрешнос
Форма представления погрешности измерительных преобразователей
У измерительных преобразователей результаты измерений представляются в единицах выходной величины преобразователя. В связи с этим для измерительных преобразователей принято различать погрешности по
Нормирование метрологических характеристик измерительных устройств
Нормирование характеристик, определяющих точность измерений, выполняемых с помощью данного средства измерения (основная и дополнительная погрешности, размах, вариация), имеет определенную специфику
Нормирование метрологических характеристик измерительных систем
Особенности систем автоматизации с метрологической точки зрения по сравнению с отдельными измерительными устройствами следующие:
1) пространственная распределенность технических средств, п
Поколения измерительных информационных систем
Первое поколение – формирование концепции ИИС и системная организация совместной автоматической работы средств получения, обработки и передачи количественной информации.
С
Требования, предъявляемые к ИИС
Состав и структура конкретной информационно-измерительной системы определяется: 1) общими техническими требованиями, установленными ГОСТ; 2) частными требованиями, содержащимися в техническом зада
Основные компоненты ИИС
Процессом функционирования измерительной информационной системы является целенаправленное преобразование входной информации в выходную информацию.
Это преобразование выполняется либо автом
Измерительные системы
Измерительная система (ИС) – разновидность информационно-измерительных систем, предназначенная для получения, обработки и хранения информации.
Измерительные системы могут быть ближнего или
ИС параллельно-последовательного действия (многоточечные)
Многоточечные ИС применяют в сложных объектах с большим числом измеряемых параметров (рис. 3.6).
В этих системах при множестве датчиков {Дi} имеется либо один измерительн
Системы автоматического контроля
Автоматический контроль (автоконтроль) устанавливает соответствие между состоянием объекта контроля и заданной нормой без непосредственного участия человека. Соответствие может уст
Система телеизмерения
Система телеизмерения – совокупность устройств на приемной и передающей стороне и каналов связи для автоматического измерения одного или ряда параметров на расстоянии.
Вариант структурной
Перспективы развития ИИС
Интеллектуальные измерительные системы. Структуры интеллектуальных измерительных систем интегрируют в себе все лучшие стороны систем, но более насыщены микропроцессорной вычислител
Электрические измерения и приборы
Наиболее распространенный вид электротехнических измерений – это измерения напряжения и силы тока. Измерения проводятся в широком диапазоне частот – от постоянного тока и инфранизких частот (сотые
Электромеханические приборы
Для измерения напряжения и силы тока широко применяются электромеханические приборы.
Общим термином «электромеханические приборы» обозначают средства измерений, структурная схема которых п
Приборы магнитоэлектрической системы
В приборах магнитоэлектрической системы вращающий момент создается за счет взаимодействия поля постоянного магнита с рамкой (катушкой), по которой протекает ток. Конструктивно измерительный механиз
Гальванометры
Высокочувствительные магнитоэлектрические приборы для измерения очень малых токов и напряжений называются гальванометрами. Гальванометры часто используют в качестве нуль-индикатора, фиксирующего от
Приборы электромагнитной системы
Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого током в неподвижной катушке, с подвижным ферромагнитным сердечником. Одна из конструкций э
Компенсаторы постоянного тока
Измерение тока и напряжения аналоговыми электромеханическими приборами возможно в лучшем случае с погрешностью 0,1 %. Более точные измерения выполняют методом сравнения с мерой. Средства измерений,
Электронные аналоговые вольтметры
При измерении напряжения методом непосредственной оценки вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряется напряжение. Для уменьшения методической погрешности измерения со
Цифровые электронные вольтметры
Принцип работы цифровых измерительных приборов основан на дискретном представлении непрерывных величин. Непрерывная величина x(t) – величина, которая может иметь в заданном диапазоне
Цифровой вольтметр с ГЛИН
В основе работы времяимпульсного вольтметра лежит преобразование измеряемого напряжения в пропорциональном интервале времени, длительность которого измеряется путем заполнения этого интервала импул
Времяимпульсный цифровой вольтметр двойного интегрирования
В цифровых вольтметрах двойного интегрирования преобразование Ux в пропорциональный ему временной интервал Тх осуществляется путем интегрирования сначала измеряе
Измерение параметров элементов электрических цепей
Электрические цепи представляют собой совокупность соединенных друг с другом элементов – источников электрической энергии и нагрузок в виде резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов. Эти наг
Метод вольтметра-амперметра
Измерение методом вольтметра-амперметра сводится к измерению тока и напряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему расчету его параметров по закону Ома.
Метод может быть испо
Электромеханические омметры
Электромеханические омметры строятся на основе приборов магнитоэлектрической системы и в зависимости от величины измеряемого сопротивления могут быть выполнены по схеме с последовательным (рис. 4.2
Электронные омметры
При построении электронных омметров используются два метода измерения: метод стабилизированного тока в цепи делителя и метод преобразования измеряемого сопротивления в
Компенсационный метод измерения сопротивлений
При точных измерениях, когда погрешности должны быть сведены к минимуму, получил распространение компенсационный метод измерения. Сущность компенсационного метода измерения сопротивления заключаетс
Метод дискретного счета
В основу работы цифровых средств измерения параметров двухполюсников, реализующих метод дискретного счета, положено преобразование измеряемого параметра в пропорциональный интервал времени и измере
Электронно-счетный частотомер
Принцип действия электронно-счетного частотомера основан на измерении частоты в соответствии с ее определением, т.е. на счете числа импульсов за интервал времени. Переменное напряжение, частоту
Передающие преобразователи неэлектрических величин
Большинство современных устройств измерения теплотехнических параметров состоит из первичного преобразователя, вторичного прибора и линии связи.
Первичный преобразователь устанавливается в
Дифференциально-трансформаторные преобразователи
Дифференциально-трансформаторные преобразователи (ДТП) предназначены для преобразования линейного перемещения сердечника в выходной электрический сигнал. Принцип действия основан на зависимости вза
Передающие преобразователи с магнитной компенсацией
Передающие преобразователи с магнитной компенсацией предназначены для преобразования линейного перемещения чувствительного элемента в унифицированный выходной сигнал постоянного тока. Принцип дейст
Электросиловые преобразователи
Электросиловые преобразователи предназначены для преобразования усилия чувствительного элемента измерительных устройств, воспринимающего измеряемую величину, в унифицированный сигнал постоянного то
Измерительные тензопреобразователи
Принцип действия измерительных тензопреобразователей основан на изменении электрического сопротивления упругого тела при его деформации.
Тензопреобразователи выполняются из металлической п
Измерение температур
Температура может быть определена как параметр теплового состояния, характеризующий степень нагрева тела. Значение температуры обусловливается средней кинетической энергией поступательного движения
Практические температурные шкалы
В настоящее время применяется Международная практическая температурная шкала (МТШ-90) редакции 1989 г. Согласно МТШ-90 основной температурой является термодинамическая температура (T).
Средства измерения температур
Термометр – средство для измерения температуры, предназначенное для выработки сигнала в форме, удобной для восприятия наблюдателем, автоматической обработки, передачи и использован
Стеклянные жидкостные термометры
Принцип действия стеклянных жидкостных термометров основан на расширении термометрической жидкости, заключенной в термометре, в зависимости от температуры.
Стеклянные термометры по своей к
Манометрические термометры
Принцип действия манометрических термометров основан на зависимости давления термометрического вещества в герметически замкнутом объеме от температуры.
Рис. 6.4. Манометрич
Газовые манометрические термометры
Газовые манометрические термометры предназначены для измерения температуры от минус 150 до плюс 600°C. В качестве рабочего вещества в газовых термометрах применяется азот. Зависимость давления газа
Жидкостные манометрические термометры
Жидкостные манометрические термометры предназначены для измерения температуры от минус 150 до плюс 600 °C.
В качестве рабочего вещества применяют, например, ртуть, пропиловый спирт, метакс
Конденсационные манометрические термометры
Конденсационные манометрические термометры предназначены для измерения температур от минус 50 до плюс 350 °C.
Термобаллон термометра примерно на 3/4 объема заполнен низкокипящей жидкостью,
Термоэлектрические термометры
Термопара – два проводника из разнородных материалов, соединенных на одном конце и образующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры (Г
Конструкция термоэлектрических термометров
Для удобства применения термоэлектрический термометр специальным образом армируется.
При этом преследуются следующие цели:
- электрическая изоляция термоэлектродов;
- защ
Удлиняющие термоэлектродные провода
Свободные концы термоэлектрического термометра должны иметь температуру, равную 0 °C, в противном случае их температура должна быть постоянной, чтобы можно было ввести поправку на температуру свобо
Термометры сопротивления
Принцип терморезистивного преобразования основан на температурной зависимости активного сопротивления металлов и полупроводников. Эта зависимость обладает высокой воспроизводимостью и достаточной с
Медные термометры сопротивления
Медь является относительно дешевым материалом, который может быть получен высокой чистоты. Медь производят в виде тонких проволок в различной изоляции.
Сопротивление меди изменяется от тем
Никелевые термометры сопротивления
Характеристики никелевых термометров сопротивления нормируются стандартом СЭВ 1057-78 на интервал температур от минус 60 до плюс 180 °C. Класс допуска – III. Номинальные сопротивления при 0 °C сост
Платиновые термометры сопротивления
Чистая платина является одним из наиболее распространенных металлов, применяемых для изготовления термометров сопротивления.
Платина отвечает обязательным требованиям, предъявляемым к мате
Неметаллические термометры сопротивления
Кроме металлов для изготовления термометров сопротивления применяют также полупроводниковые материалы: германий, окислы меди, марганца, кобальта, магния, титана, их смеси, а также углерод.
Устройство термометров сопротивления
Чувствительный элемент металлического термометра сопротивления состоит, как правило, из проволоки или ленты, которая намотана на каркас из стекла, кварца, керамики, слюды или пластмассы.
О
Способы подключения термометров сопротивления
При измерении температуры термометрами сопротивления необходимо измерить сопротивление терморезистора, который подключается к прибору соединительными проводами. Поэтому сопротивление, подключенное
Динамическая характеристика термопреобразователей
Динамическая характеристика термоэлектрических термометров в общем виде описывается передаточной функцией
,
где K – коэффициент преобразования; T и t – постоянная вр
Промышленные термопреобразователи
6.6.1. Преобразователи термоэлектрические ТХА «Метран-201» и ТХК «Метран-202»
Преобразователи внесены в Госреестр средств измерений.
Назначение:
Измерение давления
Давление можно отнести ко второму, часто используемому параметру после температуры.
Контроль давления используется при протекании большинства технологических процессов в тепловой и атомной
По виду измеряемого давления
Прибор, измеряющий атмосферное давление, называют барометром, отсюда атмосферное давление – барометрическим.
Прибор, предназначенный для измерения абсолютного давления, называют манометром
По принципу преобразования измеряемого давления
В зависимости от принципа, используемого для преобразования силового воздействия давления на чувствительный элемент в показания или пропорциональные изменения другой физической величины, средства и
Деформационные манометры
В деформационных манометрах используется зависимость деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления. Пропорциональная давлению деформация или сила преобразуется
Трубчато-пружинные манометры
Большинство показывающих, самопишущих, сигнализирующих манометров и преобразователей давления с трубчатой пружиной являются устройствами прямого преобразования, в которых давление последовательно п
Электроконтактные манометры
Для сигнализации предельных отклонений давления в цепях защиты и позиционного регулирования широко применяются электроконтактные манометры. Схема манометра типа ЭКМ представлена нарис. 7.4.
Манометры с компенсацией магнитных потоков
В преобразователях давления, имеющих на выходе унифицированный токовый и пневматический сигнал, часто используется принцип статического уравновешивания. Схема трубчатого пружинного манометра с комп
Преобразователи давления с силовой компенсацией
Эти преобразователи характеризуются увеличением числа элементов, охваченных обратной связью. Схема пружинного манометра с силовой компенсацией типа МП-Э представлена на рис. 7.7,а.
Сильфонные манометры и дифманометры
Чувствительные сильфонные элементы используются в механических показывающих и самопишущих приборах.
В приборах внутри сильфона может находиться пружина, определяющая диапазон измерения при
Мембранные манометры и дифманометры
Мембранные упругие чувствительные элементы, чаще в виде мембранных коробок, используются в приборах для измерения напора и разрежения.
Схема профильного напоромера типа НМП и его внешний в
Пьезоэлектрические манометры
Принцип действия пьезоэлектрических манометров основан на пьезоэлектрическом эффекте, сущность которого состоит в возникновении электрических зарядов на поверхности сжатой кварцевой пластины, котор
Манометры с тензопреобразователями
Манометры с тензорезистивными преобразователями по быстродействию приближаются к пьезоэлектрическим манометрам.
Представляют собой мембраны, на которых размещены проволочные, фольговые или
Методика измерения давления и разности давлений
Погрешность измерения давления зависит от инструментальных погрешностей измерительных приборов, условий эксплуатации манометров, способов отбора давления и его передачи к приборам.
При выб
Уровнемеры с визуальным отсчетом
Принцип действия уровнемеров основан на визуальном измерении высоты уровня жидкости. При невысоких давлениях среды высота уровня измеряется в стеклянной трубке (указательном стекле), сообщающейся с
Гидростатические уровнемеры
В этих уровнемерах измерение уровня Н жидкости постоянной плотности r сводится к измерению гидростатического давления p, создаваемого жидкостью:
. (8.1)
Гидростатиче
Поплавковые и буйковые уровнемеры
Поплавковым называется уровнемер, основанный на измерении положения поплавка, частично погружаемого в жидкость, причем степень погружения поплавка (осадка) при неизменной плотности жидкости неизмен
Емкостные уровнемеры
Емкостными называются уровнемеры, основанные на зависимости электрической емкости конденсаторного преобразователя, образованного одним или несколькими стержнями, цилиндрами или пластинами, частично
Индуктивные уровнемеры
Принцип действия индуктивных уровнемеров основан на зависимости индуктивности одиночной катушки или взаимной индуктивности двух катушек от глубины погружения их в электропроводную жидкость. Такая з
Ультразвуковые уровнемеры
Для измерения уровня широко используются ультразвуковые датчики.
Распространение ультразвуковых (> 20000 Гц) колебаний в твердых, жидких, газообразных средах зависит от свойств среды. С
Измерение расхода
Расход – количество вещества, проходящее через сечение трубопровода в единицу времени.
Количество вещества можно измерять либо в единицах массы [килограмм (кг), тонна (т)], либо в единицах
Расходомеры с сужающими устройствами
Метод измерения расхода по переменному перепаду давления в сужающем устройстве основан на зависимости перепада давления в неподвижном сужающем устройстве, устанавливаемом в трубопроводе, от расхода
Измерение расхода по переменному перепаду давления в осредняющей напорной трубке
Расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами находят широкое распространение в промышленности. Однако из-за существующих ограничений на применение стандартные сужающие устройс
Ротаметры
Пределы измерения расхода «по воде» – 0,0025¸16 м3/ч, «по воздуху» – 0,063¸40 м3/ч. Погрешность измерения – 2,5¸4,0 %.
Ротаметры используются в пром
Тахометрические расходомеры
Тахометрическими называются расходомеры, в которых скорость движения рабочего тела пропорциональна объемному расходу измеряемой среды.
В большинстве случаев рабочее тело – преобразователь
Электромагнитные расходомеры
Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на законе электромагнитной индукции, в соответствии с которым в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, про
Ультразвуковые расходомеры
Ультразвуковой метод измерения расхода основан на зависимости скорости ультразвука относительно трубы от скорости потока. Верхние пределы измерения Qв.п – 0,1¸10 м3
Вихревые расходомеры
В вихревых расходомерах используется гидродинамическое явление – образование вихрей при обтекании жидкостью препятствия. Если в поток помещено препятствие (плохообтекаемое тело), отдельные слои жид
Вихреакустические расходомеры
Принцип действия преобразователя основан на ультразвуковом детектировании вихрей, образующихся в потоке жидкости при обтекании ею призмы, расположенной поперек потока.
9.12
Массовые кориолисовые расходомеры и плотномеры
Массовые кориолисовые расходомеры и плотномеры предназначены для прямого измерения массового расхода, плотности, температуры, вычисления объемного расхода жидкостей, газов и взвесей. Все измерения
Обзор имеющихся расходомеров
В Москве был проведен анализ использования различных методов измерения расхода. Среди счетчиков воды: 43 % – тахометрические, 26,7 % – электромагнитные, 14 % – ультразвуковые, 11,6 % – вихревые, 4,
Фотоэлектрические преобразователи положения
Фотоэлектрические преобразователи положения получили в последнее время широкое распространение в станках с ЧПУ, в робототехнике и других промышленных позиционных и следящих системах. Это связано, в
Кодовые датчики положения
Недостаток круговых импульсных датчиков положения – относительная система координат. Если происходит кратковременное прекращение питания датчика, то уже не удастся определить, в каком положении вну
Импульсные датчики скорости
Импульсные датчики имеют на выходе унитарный код – последовательность импульсов, несущую двойную информацию: частота импульсов и количество импульсов. По количеству импульсов можно судить о положен
Инерционные датчики ускорения, скорости, положения
К механическим инерционным датчикам необходимо отнести датчики ускорений.
Наиболее распространенным исполнением датчика ускорения является датчик сейсмического типа, отличительной особенно
Метрологическое обеспечение измерений
Под метрологическим обеспечением понимают установление и применение научных организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и точности измерений.
Передача размера единиц измерения
Основой обеспечения единства измерений является воспроизведение, хранение и передача размера установленных единиц физических величин.
Названные технологические процедуры осуществляются с п
Метрологическое обеспечение средств измерений давления
Основу метрологического обеспечения средств измерений давления составляет группа государственных эталонов, в состав которой входят один первичный и пять специальных эталонов.
Государственн
Грузопоршневые манометры
В грузопоршневых манометрах измеряемое давление уравновешивается силой тяжести неуплотненного поршня с грузами. Манометры используются в качестве образцовых средств воспроизведения единицы давления
Новости и инфо для студентов