Термопреобразователи сопротивления ТС-Б
Назначение и принцип действия
Термопреобразователи сопротивления ТС-Б предназначены для измерения температуры твердых, сыпучих, жидких и газообразных сред в различных отраслях промышленности.
Термопреобразователи сопротивления выпускаются в двух модификациях:
— ТС-Б – Термопреобразователи сопротивления, имеющие выходную характеристику, соответствующую номинальной статической характеристике преобразования (НСХ) Pt100, Pt500, Pt1000, 50П, 100П, 500П, 50М, 100М.
— ТС-Б-У – Термопреобразователи сопротивления с унифицированным выходным сигналом постоянного тока (4-20) мА, (0-5) мА; цифровым протоколом HART, совмещенный с унифицированным выходным сигналом.
Принцип действия ТС-Б основан на изменении сопротивления чувствительного элемента в зависимости от температуры.
Принцип действия ТС-Б-У основан на преобразовании сигнала первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока (4-20)мА либо (0-5) мА и передачи преобразованного сигнала, посредством HART протокола, на устройство, поддерживающее данный протокол (в случае исполнения с HART протоколом) с помощью преобразователя измерительного.
ТС-Б-У имеют линейную или нелинейную (корнеизвлекающую), возрастающую или убывающую зависимость выходного сигнала от температуры.
ТC-Б-У могут иметь встроенный индикатор, на котором отображаются символы соответствующие определенным режимам настроек или величина входного параметра в цифровом виде в установленных при настройке единицах измерения, или величина выходного сигнала в процентном соотношении от диапазона измерения.
ТС-Б классифицированы по типу чувствительного элемента (ЧЭ) в соответствии с ГОСТ 6651 следующим образом:
— платиновые — изготавливаются с ЧЭ из платины;
— медные — изготавливаются с ЧЭ из меди.
Средний срок службы, гарантийный срок эксплуатации, межповерочный интервал
Термопреобразователи сопротивления ТС-Б (платиновые)
Температура применения,°С | Группа условий эксплуат. | Средний срок службы, лет | Условия эксплуатации |
св. – 50 до + 300 включ | I | 12 |
от -50 °С до +85 °С |
от – 196 до – 50 включ. |
II |
6 |
|
св. 300 до 660 включ. |
Термопреобразователи сопротивления ТС-Б (медные)
Температура применения,°С | Группа условий эксплуат. | Средний срок службы, лет | Условия эксплуатации |
св. – 180 до + 200 включ. |
II |
6 |
от -50 °С до +85 °С |
Термопреобразователи сопротивления с унифицированным сигналом ТС-Б-У
Температура применения,°С | Группа условий эксплуат. | Средний срок службы, лет | Условия эксплуатации |
св. – 50 до + 300 включ | I | 12 |
от -50 °С до +85 °С для датчиков с жидкокристаллическим индикатором от -40 °С до +70 °С |
от – 196 до – 50 включ. |
II |
6 |
|
св. 300 до 660 включ. | |||
ТС-Б, ТС-Б-У демонтаж, которых осуществить по техническим причинам невозможно, подвергаются только первичной поверке при вводе в эксплуатацию |
Термопреобразователь сопротивления платиновый TR88 | Endress+Hauser
Модульный термометр с возможностью комплектации вставкой для ТС или ТП
Техническая Информация (TI)
Modular RTD assembly, extension neck and threaded connection for
installation in an existing thermowell
Техническая Информация (TI)
Safety instructions for electrical apparatus certified for use in
explosion-hazardous areas.
Документация для взрывозащищенного оборудования (XA)
Термометры сопротивления платиновые и преобразователи термоэлектрические
0Ех ia IIC T6…T1 Ga Х
Ga/Gb Ех ia IIC T6…T1 Х
Ех ia IIIC 85 °C…450 °C Da Х
Ех ia IIIC 85 °C…450 °C Da/Db Х
Документация для взрывозащищенного оборудования (XA)
Thermometers and inserts
Ex iaIIC T1-T6 Ga, Ex iaD 20 T85-T450
Документация для взрывозащищенного оборудования (XA)
Safety instructions for electrical apparatus certified for use in
explosion-hazardous areas.
Документация для взрывозащищенного оборудования (XA)
Thermometers and inserts
Ex nA IIC T6…T1 Gc
Документация для взрывозащищенного оборудования (XA)
Safety instructions for electrical apparatus certified for use in
explosion-hazardous areas.
Документация для взрывозащищенного оборудования (XA)
Capteurs et transmetteurs pour les industries de process
Области применения (FA)
12/19
French
过程工业用温度传感器和温度变送器
Области применения (FA)
12/14
Китайский
Czujniki i przetworniki pomiarowe
do kontroli przemysłowych procesów technologicznych
Области применения (FA)
10/14
Польский
Датчики температуры и преобразователи для любых
отраслей промышленности.
Области применения (FA)
06/13
Русский
Termómetros y transmisores para la industria de proceso
Области применения (FA)
04/18
Испанский
Termometri e trasmettitori
per l’industria di processo
Области применения (FA)
04/18
Итальянский
Thermometers and transmitters for the process industry
Области применения (FA)
03/13
Английский
Proses endüstrisi için termometreler ve transmiterler
Области применения (FA)
03/13
Турецкий
Thermometer und Transmitter für die Prozessindustrie
Области применения (FA)
02/20
Немецкий
Thermometers and transmitters for the process industry
Области применения (FA)
02/20
Английский
Ключевые особенности термометров Endress+Hauser для нефтегазовой отрасли
Брошюра об отраслевой компетенции (CP)
08/11
Русский
Специальные решения по термометрии для химической и
нефтеперерабатывающей промышленности
Брошюра об отраслевой компетенции (CP)
04/10
Русский
The medicalcannabis business is booming
Примеры успешного применения (CS)
03/21
Английский
Код продукта: TR15-, TR24-, TR25-, TR44-, TR45-, TR46-, TR47-, TR48-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TC10-, TC12-, TC13-, TC15-, TC61-, TC62-, TC63-, TC65-, TC66-, TC88-, TR10-, TR11-, TR12-, TR13-
Декларация производителя
Английский
Код продукта: TR88-
Номер декларации: HE_00523_01. 17
Производитель Спецификация: RoHS
Декларация производителя
Английский
Код продукта: TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TMT470L-, TMT162R-, TMT162C-, TMT142R-, TMT142C-, TMR35L-, TMR35-, TMR31L-, TMR31-, TM411-, TM401-, TH56-, TH55-, TH54-, TH53-, TH52-, TH51-, TR24-, TTR35-, TTR31-, TST90-, TST602-, TST487-, TST434-, TST41N-, TST414-, TST410-, TST40N-, TST310-, TST187-, TSM487-, TSM187-, TSC310-, TR88-, TR66-, TR65-, TR63-, TR62-, TR61-, TR25-, Th37-, T55-, T54-, T53-, T15-, T14-, T13-, OTR96-, OTR95-, OTR94-, OTR93-, OTR92-, OTR91-, OTR90-, OTR35-, OTR31-, MLTTS01-, MLTTS00-, GPTL-, DTT35L-, DTT35-, DTT31L-, DTT31-, TAF11-, Th28-, Th27-, Th25-, Th24-, Th23-, Th22-, Th21-, TEC420-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-, TAF16-, TAF12T-, TAF12S-, TAF12D-
Номер декларации: EC_00568_01. 17
Декларация EU
Немецкий , Английский , French
Код продукта: TC10-, TC12-, TC13-, TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TM411-, TM412-, TR10-, TR45-, TR47-, TR88-, TR66-, TR65-, TR63-, TR62-, TR61-, TST310-, TC15-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TSC310-, TPR100-, TPC100-, TS111-
Номер декларации: EC_00177_01. 16
Декларация EU
Немецкий , Английский , French
Код продукта: TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR25-, TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TS111-, TSC310-, TST310-, TR10-, TC10-, TC12-, TC13-, TC15-, TC61-, TC62-, TC63-, TC65-, TC66-, TC88-, TEC420-, TM111-, TM131-, TM411-, TM412-, TPC100-, TPR100-
Номер декларации: EC_00169_02. 16
Декларация EU
Немецкий , Английский , French
Код продукта: TM412-, TR10-, TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR25-, TR44-, TR45-, TR46-, TR47-, TR48-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TST40N-, TST41N-, TST434-, TM411-, TAF11-, TAF12D-, TAF12S-, TAF12T-, TAF16-, TC10-, TC12-, TC13-, TC15-, TC61-, TC62-, TC63-, TC65-, TC66-, TC88-, TEC420-, TM101-, TM111-, TM121-, TM131-, TM401-, TM402-
Номер декларации: EC_00136_02. 16
Декларация EU
Немецкий , Английский
Код продукта: TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TS111-, TSC310-, TST310-, TR11-, TR10-, TPR100-, TPC100-, TM412-, TM411-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-
Номер декларации: EC_00177_02. 16
Декларация EU
Немецкий , Английский , French
Код продукта: TR88-, TR66-, TR65-, TR63-, TR62-, TR61-, TR25-, TR24-, TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-
Регион/Страна: China
Сертификационное агентство: ACMA
Номер сертификата: MD-17033A/09/EN
Прочее
Английский
Код продукта: TR47-, TR48-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TS101-, TS111-, TST310-, TST434-, TST602-, TR45-, TR44-, TR25-, TR24-, TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TPR300-, TPR100-, TM411-, TM401-, TET300-
Регион/Страна: Russia (TR CU)
Сертификационное агентство: EAC
Номер сертификата: TC RU D-DE. AZ01.B.01156
Прочее
Русский
Код продукта: TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TSC310-, TST310-, TR10-, TPR100-, TPC100-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-
Защита: Ex d IIC T6. ..T1 Ga/Gb, Ex d IIC Txxx°C Gb, Ex ia IIC T6…T1 Ga, Ex ia IIC T6…T1 Ga/Gb, Ex ia IIIC Txxx°C Da, Ex ia IIIC Txxx°C Da/Db, Ex tb IIIC Txxx°C Db, Ex ta/tb IIIC Txxx°C Da/Db
Взрывозащита
Русский
Код продукта: TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TS111-, TS211-, TSC310-, TST310-, TR10-, TC10-, TC12-, TC13-, TC15-, TC61-, TC62-, TC63-, TC65-, TC66-, TC88-, TM111-, TM131-, TM411-, TPC100-, TPR100-
Регион/Страна: China
Сертификационное агентство: NEPSI
Защита: Ex nA IIC T6. ..T1 Gc
Взрывозащита
Английский
Код продукта: TMT85-, TPC100-, TPR100-, TR10-, TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TSC310-, TST310-, TMT84-, TMT82-, TMT162-, TMT142-, TEC420-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-, RID16-, RID14-, RIA16-, RIA15-, RIA14-
Регион/Страна: India
Сертификационное агентство: NAGPUR
Защита: Ex ia IIC T6. ..T1, Ex ia IIC T6…T4, Ex ib IIC T6…T4
Взрывозащита
Английский
Код продукта: TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR24-, TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TPR100-, TR88-
Регион/Страна: South Korea
Сертификационное агентство: KOSHA
Защита: Ex ia IIC T6…T1
Код продукта: TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TS111-, TSC310-, TR11-, TR10-, TPC100-, TM411-, TST310-, TPR100-, TEC420-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-
Регион/Страна: International (IECEx)
Сертификационное агентство: DEKRA
Защита: Ex ia IIC T6. ..T1 Ga, Ex ia IIC T6…T1 Ga/Gb, Ex ia IIIC Txxx°C Da, Ex ia IIIC Txxx°C Da/Db
Взрывозащита
Английский
Код продукта: TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TS111-, TSC310-, TST310-, TR11-, TR10-, TPR100-, TPC100-, TM411-, TEC420-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-
Регион/Страна: Europe (ATEX)
Сертификационное агентство: DEKRA
Категория: II 1/2 D, II 1/2 G, II 1 D, II 1 G
Защита: Ex ia IIC T6. ..T1 Ga, Ex ia IIC T6…T1 Ga/Gb, Ex ia IIIC Txxx°C Da
Взрывозащита
Английский
Код продукта: TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR45-, TR47-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TSC310-, TST310-, TR11-, TR10-, TPR100-, TPC100-, TEC420-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-
Регион/Страна: China
Сертификационное агентство: NEPSI
Защита: Ex ia IIC T6. ..T1 Ga, Ex iaD Txxx°C
Взрывозащита
Китайский
Код продукта: TS211-, TS111-, TR88-, TR66-, TR62-, TPR300-, TPR100-, TMT82-, TMT182-, TM131-
Сертификационное агентство: NMI
Номер сертификата: NMI TC8683
Метрология
Английский
Код продукта: TR88-, TS111-, TSM187-, TSM487-, TST187-, TST310-, TST40N-, TST410-, TST414-, TST41N-, TST434-, TST487-, TST602-, TR66-, TR65-, TR63-, TR62-, TR61-, TR25-, TR24-, TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TPR300-, TPR100-
Регион/Страна: Russia
Сертификационное агентство: Rosstandart
Номер сертификата: IT. C.32.004.A_66572
Метрология
Русский
Термопреобразователи сопротивления. Характеристики, расшифровка условного обозначения термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, ТСПУ, ТСМУ, Метран.
1. Общие сведения о термопреобразователях сопротивления.
Термопреобразователи сопротивления относятся к числу наиболее распространенных преобразователей температуры, используемых в цепях измерения и регулирования. Термопреобразователи сопротивления выпускаются многими отечественными и зарубежными фирмами, такими как «Термико», «Элемер» (Московск. обл.), «Навигатор», «Термоавтоматика» (Москва), «Тепло- прибор» (г. Владимир и г. Челябинск), Луцкий приборостроительный завод (Украина), Siemens, Jumo (Germany), Honeywell, Foxboro, Rosemount (USA), Yokogawa (Япония) и др.
Термометром сопротивления называется комплект для измерения температуры, включающий термопреобразователь, основанный на зависимости электрического сопротивления от температуры, и вторичный прибор, показывающий значение температуры в зависимости от измеряемого сопротивления. Для измерения температуры термопреобразователь сопротивления необходимо погрузить в контролируемую среду и каким-либо прибором измерить его сопротивление. По известной зависимости между сопротивлением термопреобразователя и температурой можно определить значение температуры. Таким образом, простейший комплект термометра сопротивления (рис. 1, а) состоит из термопреобразователя сопротивления (ТС), вторичного прибора (ВП) для измерения сопротивления и соединительной линии (ЛC) между ними (она может быть двух, трех или четырехпроводной).
Рис. 1. Схемы термометров сопротивления:
а — термопреобразователь с вторичным прибором; б — термопреобразователь с нормирующим преобразователем; ТС — термопреобразователь сопротивления; ВП, ВП1, ВП2 — вторичные приборы; ЛС — линии связи; НП — нормирующий преобразователь; БРТ — блок размножения токового сигнала
В качестве вторичного прибора обычно используются аналоговые или цифровые приборы (например, КСМ-2, РП-160, Технограф, РМТ-39/49), реже — логометры (например, Ш-69001). Шкалы вторичных приборов градуируются в градусах Цельсия.
Широко применяются схемы с нормированием выходного сигнала термопреобразователей (рис. 1, б). В этом случае линией связи термопреобразователь сопротивления соединяется с нормирующим преобразователем НП (например, Ш-9321, ИПМ-0196 и т.п.), имеющим унифицированный выходной сигнал (например, 0…5 или 4…20 мА). Для использования в нескольких измерительных каналах этот сигнал размножается блоком размножения БРТ и затем поступает к нескольким вторичным приборам (ВП-1, ВП-2 и т. п.) или иным потребителям. Очевидно, что в этом случае вторичными приборами должны быть миллиамперметры. Выпускаются преобразователи сопротивления, в головке которых располагается схема нормирования, т.е. их выходным сигналом является ток 0…5, 4…20 мА или цифровой сигнал (интеллектуальные преобразователи). В таком случае необходимость использования нормирующего преобразователя НП в виде отдельного блока отпадает. Термопреобразователи сопротивления с выходным унифицированным сигналом имеют в своем обозначении букву У (например, ТСПУ, ТСМУ). Характеристики этих преобразователей и с цифровым выходным сигналом (Метран-286) приведены в табл. 1.
Таблица 1
Технические данные термопреобразователей сопротивления
Тип Термопреобразователя сопротивления | Класс допуска | Интервал использования, °С | Пределы допускаемых отклонений ± Δ t, °С |
ТСМ | А В С | -50. ..120 -200… 200 -200… 200 | 0,15+ 0,0015 *|t| 0,25 + 0,0035 *|t| 0,50 + 0,0065 *t| |
ТСП | А В С | -200…650 -200…850 -100…300 и 850…1100 | 0,15 + 0,002 *|t| 0,30 + 0,005 *|t| 0,60 + 0,008 *|t| |
ТСПУ | — | 0…600 | 0,25; 0,5 % (приведенная) |
ТСМУ | — | -50… 180 | 0,25; 0,5 % (приведенная) |
КТПТР | 1 2 | 0…180 по Δ t | 0,05 + 0,001Δ t 0,10 + 0,002Δ t |
Метран 286 выход 4…20 мА HART протокол | — | 0…500 (с 100П) | 0,25 (цифровой сигнал) 0,3 (токовый сигнал) |
Для изготовления термопреобразователей сопротивления (ТС) могут использоваться либо чистые металлы, либо полупроводниковые материалы. Электрическое сопротивление чистых металлов увеличивается с ростом температуры (их температурный коэффициент достигает 0,0065 К-1, т.е. сопротивление увеличивается на 0,65% при увеличении температуры на один градус). Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления имеют отрицательный температурный коэффициент (т.е. их сопротивление уменьшается с ростом температуры), доходящий до 0,15 К-1. Полупроводниковые ТС не используются в системах технологического контроля для измерения температуры, так как требуют периодической индивидуальной градуировки. Обычно они используются как индикаторы температуры в схемах компенсации температурной погрешности некоторых средств измерения (например, в схемах кондуктометров).
Термопреобразователи сопротивления из чистых металлов, получившие наибольшее распространение, изготавливают обычно из тонкой проволоки в виде намотки на каркас или спирали внутри каркаса. Такое изделие называется чувствительным элементом термопреобразователя сопротивления. Для предохранения от повреждений чувствительный элемент помещают в защитную арматуру. Достоинством металлических ТС является высокая точность измерения температуры (при невысоких температурах выше, чем у термоэлектрических преобразователей), а также взаимозаменяемость. Металлы для чувствительных элементов (ЧЭ) должны отвечать ряду требований, основными из которых являются требования стабильности градуировочной характеристики и воспроизводимости (т.е. возможности массового изготовления ЧЭ с одинаковыми в пределах допускаемой погрешности градуировочными характеристиками). Если хотя бы одно из этих требований не выполняется, материал не может быть использован для изготовления термопреобразователя сопротивления. Желательно также выполнение дополнительных условий: высокий температурный коэффициент электрического сопротивления (что обеспечивает высокую чувствительность — приращение сопротивления на один градус), линейность градуировочной характеристики R(t) = f(t), большое удельное сопротивление, химическая инертность.
По ГОСТ Р50353-92 термопреобразователи сопротивления могут изготавливаться из платины (обозначение ТСП), из меди (обозначение ТСМ) или никеля (обозначение ТСН). Характеристикой ТС является их сопротивление R0 при 0 °С, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) и класс.
Наличие в металлах примесей уменьшает температурный коэффициент электросопротивления, поэтому металлы для термопреобразователя сопротивления должны иметь нормированную чистоту. Поскольку ТКС может изменяться с изменением температуры, показателем степени чистоты выбрана величина W100 — отношение сопротивлений ТС при 100 и 0 °С. Для ТСП W100 = 1,385 или 1,391, для ТСМ W100 = 1,426 или 1,428. Класс термопреобразователя сопротивления определяет допускаемые отклонения и от номинальных значений, что, в свою очередь, определяет допускаемую абсолютную погрешность Δt преобразования ТС. По допускаемым погрешностям ТС подразделяются на три класса — А, В, С, при этом платиновые ТС обычно выпускаются классов А, В, медные — классов В, С. Существует несколько стандартных разновидностей ТС. Номинальной статической характеристикой (НСХ) термопреобразователя сопротивления является зависимость его сопротивления R, от температуры t
Rt = f(t)
Условное обозначение их номинальных статических характеристик (НСХ) состоит из двух элементов — цифры, соответствующей значению R0 и буквы, являющейся первой буквой названия материала (П — платина, М — медь, Н — никель). В международном обозначении перед значением R0 расположены латинские обозначения материалов Pt, Cu, Ni. НСХ термопреобразователей сопротивления записывается в виде:
Rt = Wt * R0
где Rt — сопротивление ТС при температуре t, Ом; Wt — значение отношения сопротивлений при температуре t к сопротивлению при 0°С (R0). Значения Wt выбираются из таблиц ГОСТ Р50353-92. Диапазоны применения термопреобразователей сопротивления различных типов и классов, формулы расчета предельных погрешностей и НСХ приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 2
Номинальные статические характеристики термопреобразователей сопротивления
t°C | ТС, R1, Ом | t°C | ТС, R1, Ом | ||||||
W100 = 1,3910 | W100 = 1,4280 | W100 = 1,3910 | W100 = 1,4280 | ||||||
50П | 100П | 50М | 100М | 50П | 100П | 50М | 100М | ||
-240 | 1,35 | 2,70 | — | — | 650 | 166,55 | 333,10 | — | — |
-200 | 8,65 | 17,31 | 6,08 | 12,16 | 700 | 174,46 | 348,93 | — | — |
-160 | 17,27 | 34,55 | 14,81 | 29,62 | 750 | 1 82,23 | 364,47 | — | — |
-120 | 25,68 | 51,36 | 23,84 | 47,69 | 800 | 1 89,86 | 379,72 | — | — |
-80 | 33,97 | 67,81 | 32,71 | 65,42 | 850 | 197,33 | 394,67 | — | — |
-40 | 42,00 | 84,01 | 41,40 | 82,81 | 900 | 204,66 | 409,33 | — | — |
0 | 50,00 | 100,00 | 50,00 | 100,00 | 950 | 211,85 | 423,70 | — | — |
50 | 59,85 | 119,71 | 60,70 | 121,40 | 1000 | 218,89 | 437,78 | — | — |
100 | 69,55 | 139,10 | 71,40 | 142,80 | 1050 | 225,78 | 451,56 | — | — |
150 | 79,11 | 158,22 | 82,08 | 164,19 | 1100 | 232,52 | 465,05 | — | — |
200 | 88,51 | 177,03 | 92,79 | 185,58 | 1150 | — | — | — | — |
250 | 97,77 | 195,55 | — | — | 1200 | — | — | — | — |
300 | 106,89 | 213,78 | — | — | 1250 | — | — | — | — |
350 | 115,85 | 231,71 | — | — | 1300 | — | — | — | — |
400 | 124,68 | 249,36 | — | — | 1400 | — | — | — | — |
450 | 133,35 | 266,71 | — | — | 1500 | — | — | — | — |
500 | 141,88 | 283,76 | — | — | 1600 | — | — | — | — |
550 | 150,25 | 300,51 | — | — | 1700 | — | — | — | — |
600 | 158,48 | 316,96 | — | — | — | — | — | — | — |
Продолжение статьи здесь: Термопреобразователи сопротивления. Устройство, характеристики, схемы термопреобразователей сопротивления.
Термопреобразователи / термометры сопротивления WIKA
Измерительная вставка для термометра сопротивления
Измерительные вставки для термометров сопротивления по DIN 43735, описанная ниже, предназначена для установки в защитные гильзы. Использование без защитных гильз возможно только в специальных случаях. Измерительная вставка изготавливается из гнущегося минерально изолированного кабеля. Чувствительный элемент расположен на конце измерительной вставки.
Измерительные вставки обычно поставляются подпружиненными для обеспечения хорошего контакта с внутренней торцевой частью защитной гильзы.
Применение
- Замена измерительных вставок для обслуживания
- Для промышленных и лабораторных применений
Особенности
- Диапазон применения от — 200 до + 600 °C
- Сделан из минерально изолированного кабеля
- Функциональная безопасность (SIL) только для модели преобразователя T32
- Конструкция с подпружиненным сенсором
- Взрывозащищенные версии
Буклет измерительной вставки для термометра сопротивления
Термометр сопротивления
Для монтажа в защитную гильзу
Термометр сопротивления этой серии может комбинироваться с большим количеством защитных гильз разных типов. Использование без защитных гильз рекомендуется только для специальных применений.
Термометр сопротивления можно комбинировать с различными датчиками, соединительными головками, длиной погружения, длиной шеек, использовать разные варианты присоединения защитных гильз, поэтому он подходит для всех применений и всех размеров защитных гильз.
Опционально термометр сопротивления TR10-B может комплектоваться аналоговыми или цифровыми преобразователями из портфолио WIKA. Преобразователи монтируются в соединительные головки термометров сопротивления модели TR10-В.
Термометр сопротивления — это прибор для измерения температуры, принцип которого основан на измерении электрического сопротивления чистых металлов, сплавов и полупроводников при измерении температуры. При повышении температур сопротивление термометра возрастает. Чувствительный элемент термометра сопротивления представляет собой резистор, который сделан из пленки или металлической проволоки, и обладающий зависимостью электрического сопротивления от температуры. Проволока намотана на жесткий каркас, сделанный из кварца, слюды или фарфора, и заключена в защитную металлическую (стеклянную, кварцевую) оболочку.
Термометр сопротивления применение
- Промышленные установки и машиностроение
- Энергетика
- Химическая отрасль промышленности
- Пищевая отрасль промышленности
- Стерильные производства, отопление и вентиляция, кондиционирование воздуха
Термометр сопротивления особенности
- Диапазон применения от — 200 до + 600 °C
- Для установки во все стандартные конструкции защитных гильз
- Подпружиненная измерительная вставка (сменная)
- Взрывозащищенные исполнения Ex i, Ex n и NAMUR NE24
Буклет термометра сопротивления для монтажа в защитную гильзу
Датчик RTD
Резьбовой, с составной защитной гильзой
Датчик RTD модель TR10-C предназначен для монтажа в процесс, в основном, в емкостях и трубопроводах.
Датчик RTD имеет в составе платиновые чувствительные элементы Pt100 и Pt1000, предназначенные для измерения температур в различных областях промышленности. WIKA предлагает модель TR10-C в различных исполнениях, позволяющих решать множество технологических задач производственных процессов. Также данный прибор подходит для непрерывного измерения температур.
Датчик RTD применение
- Машиностроение, станкостроение
- Энергетика
- Химическая отрасль промышленности
- Пищевая отрасль промышленности
- Стерильные производства, отопление и вентиляция, кондиционирование воздуха
Датчик RTD особенности
- Диапазон применения от -200 … +600 °C (-328 … +1,112 °F)
- Составная защитная гильза модель TW35 включена
- Подпружиненная измерительная вставка (сменная)
- Взрывозащищенные исполнения
Буклет датчика RTD, резьбового
Резьбовой термометр сопротивления
Миниатюрное исполнение
Термометры сопротивления данной серии используются для измерения жидких и газообразных сред при низких и средних давлениях.
Применение
- Промышленные установки и машиностроение
- Технологические процессы
- Холодильные и климатические системы
Особенности
- Диапазон применения от — 200 до + 600 °C
- Компактный дизайн
- Универсальное применение
- Прямой монтаж в процесс
- Взрывозащищенные исполнения Ex i, Ex n и NAMUR NE24
Буклет резьбового термометра сопротивления
Термометр сопротивления с фланцевым соединением
С составной защитной гильзой
Термометры сопротивления данной серии предназначены для установки в емкостях и трубопроводах. Возможны стандартные фланцы по DIN EN или ASME.
Эти датчики температуры предназначены для жидких и газообразных сред в условиях умеренной механической нагрузки. Модель TW40 гильзы имеет полностью сварную конструкцию и ввинчивается прямо в соединительную головку.
Применение
- Машиностроение, перерабатывающая промышленность и резервуары
- Энергетика
- Химическая и нефтехимическая отрасль промышленности
- Пищевая отрасль промышленности
- Стерильные производства, отопление и вентиляция, кондиционирование воздуха
Особенности
- Диапазон применения от — 200 до + 600°C
- Составная защитная гильза модель TW40 включена
- Подпружиненная измерительная вставка (сменная)
- Взрывозащищенные исполнения Ex i и NAMUR NE24
Буклет термометра сопротивления с фланцевым соединением
Резьбовой термометр сопротивления
С заводской защитной трубкой, трубчатая конструкция
Термометры сопротивления данной серии предназначены в основном для ввинчивания в резервуары и трубопроводы для непосредственного контакта с измеряемой средой.
Данные термометры подходят для работы с жидкой и газообразной средой, с умеренной механической нагрузкой и в нормальных химических условиях. Защитная трубка из нержавеющей стали полностью сварная и завинчена в соединительную головку. Дополнительный измерительный элемент (трубчатой конструкции) может быть удален без необходимости демонтажа всего сенсора. Это обеспечивает осмотр, контроль измерительного оборудования или, при необходимости, замену без остановки процесса.
Применение
- Машиностроение, общезаводское проектирование и производство резервуаров
- Стерильное производство, системы нагрева и кондиционирования воздуха
Особенности
- Диапазон допустимых температур -50 … +250 °C (-58 … +482 °F)
- В комплекте с заводской защитной трубкой
- Сенсор встроен в наконечник защитной трубки (стандартно)
- Сменный измерительный элемент (дополнительно)
- Взрывобезопасные версии
Буклет резьбового термометра сопротивления, трубчатая конструкция
Термометр сопротивления
Для стерильных процессов, с пластинчатой мембраной, NEUMO BioControl®
Модель термометра сопротивления TR20 используется для измерения температуры стерильных процессов.
Термометр оснащен равнопроходным соединением NEUMOBioControl® (соединение при котором внешний и внутренний диаметры трубы не меняются) и в основном используется в применениях, где погружение гильзы в среду не представляется возможным или не требуется.
Применение
- Пищевая отрасль промышленности
- Стерильные процессы
- Фармацевтическая отрасль промышленности
Особенности
- Отсутствуют мертвые зоны
- Гигиеническое исполнение
- Материалы и качество обработки поверхности в соответствии с нормами установленными для стерильных процессов
- Материалы и качество поверхности в соответствии с нормами и стандартами фармацевтической промышленности
Буклет термометра сопротивления, с пластинчатой мембраной, NEUMO BioControl®
Малогабаритный термометр сопротивления
Для стерильных процессов с фланцевым присоединением
Модель термометра сопротивления TR21-А используется для измерения температуры стерильных процессов и может использоваться для измерения температуры жидких и газообразных сред в диапазоне от -50 … +250 °C. Эти термометры укомплектованы защитными гильзами и к участкам присоединения к процессу предъявляются жёсткие требования в плане материалов и дизайна, измерительных точек стерильных процессов. Все электрические компоненты имеют степень защиты против влаги (IP67 или IP69K).
Применение
- Стерильные процессы
- Пищевая отрасль промышленности
- Био и фармацевтическая отрасль промышленности, производство активных ингредиентов
Особенности
- Сенсор может быть откалиброван без нарушения герметичности процесса
- Компактный дизайн для экономии места при монтаже
- Простое и быстрое соединение используя М12 штекерный разъем
- С прямым выходным сигналом от датчика (Pt100 / Pt1000 с 3-х или 4-х проводной схемой) или встроенным преобразователем с выходным сигналом 4 … 20 мА, возможность конфигурации при помощи бесплатного ПО — WIKA soft
- Материалы и качество обработки поверхности в соответствии с нормами установленными для стерильных процессов
Буклет малогабаритного термометра сопротивления для стерильных процессов
Термометр сопротивления проточный
Термометр сопротивления для измерения температуры в трубопроводах с очень высокими гигиеническими требованиями. Этот термометр используется в случаях, когда не желательно погружение гильзы в среду или это не представляется возможным. В частности, для очищаемых трубопроводов, высоковязких сред и условий потока с большими значениями поперечных сил. Благодаря широкому разнообразию предлагаемых присоединений к процессу данные термометр без проблем может монтироваться с различными фитингами.
Применение
- Пищевая отрасль промышленности, производство и бутилирование напитков
- Биохимическая и фармацевтическая отрасль промышленности
- Для систем с очищаемой линией
- Линии по эмалировке
Особенности
- Гигиеническая конструкция (без “мертвых зон”)
- Быстрая очистка точек измерения без остаточных веществ (нет застоев среды)
- Материалы и качество поверхности в соответствии с нормами и стандартами фармацевтической отрасли промышленности
- Высокая точность измерения, быстрым откликом
- Взрывозащищенные исполнения Ex i
Буклет термометра сопротивления проточного
Термопреобразователь
Компактный дизайн
Термопреобразователь TR30 используется как универсальный термометр для измерения температуры жидких и газообразных сред.
Он может быть использован для давлений до 40 бар (специальное исполнение до 400 бар в зависимости от длины погружения и диаметра). Все электрические компоненты имеют высокую степень защиты от воды и виброустойчивость.
Термопреобразователь TR30 состоит из состоит из трубки (стержня) датчика, который присоединяется к процессу при помощи приваренной к поверхности резьбовой бобышки или компрессионного фитинга. Возможны варианты без фитингов подключения к процессу. Электрическое соединение осуществляется при помощи стандартного L-разъема или M12 x 1 круговой разъема по DIN.
Термопреобразователь применение
- Машиностроение, перерабатывающая промышленность и резервуары
- Приводная техника, гидравлика
- Общие применения
Термопреобразователь особенности
- Диапазоны измерений от -50°C…+260 °C, класс точности по DIN EN 60751
- Модель TR30-W: встроенный преобразователь, программируемый и калибруемый при помощи ПО
- Электрическое подключение при помощи углового (L-разъем) или кругового разъемов по DIN
- Присоединение к процессу и стержень датчика изготовлены из нержавеющей стали
- Взрывозащищенные версии Ex i
Буклет термопреобразователя, компактный дизайн
Вкручиваемый термометр
Со встроенным преобразователем
Вкручиваемый термометр модели TFT35 используется для измерения температуры жидких и газообразных сред в диапазоне -50 … +200 °C (-58 … +392 °F).
Его можно использовать при давлении до 100 бар. Все электрические компоненты защищены от воздействия водяных брызг и выдерживают вибрации.
Буклет вкручиваемого термометра
OEM термометр сопротивления
Компактное исполнение
Термометры сопротивления данной серии используются в качестве универсальных термометров для измерения жидких и газообразных сред в диапазоне -50 … +250 ° C.
Они могут быть использованы при давлении до 140 бар (с диаметром зонда 3 мм) и до 270 бар (с диаметром зонда 6 мм), в зависимости от исполнения прибора. Все электрические компоненты защищены от влажности (степень защиты IP67 или IP69) и имеют хорошую виброустойчивость (20 гр, в зависимости от исполнения прибора).
Буклет OEM термометра сопротивления
Термометр сопротивления байонетного присоединения
Данные кабельные термометры сопротивления имеют байонетное присоединение. TR53 могут быть установлены в высверленные отверстия узлов и агрегатов машин без применения защитных гильз.
Буклет термометра сопротивления байонетного присоединения
Термометр сопротивления для монтажа на трубе
Для клэмпового присоединения, миниатюрная конструкция
Монтируемые на трубе термометры сопротивления серии TR57-M применяются для измерения температуры на трубопроводах.
Данные термометры сопротивления могут устанавливаться на имеющуюся трубу в любое время, без необходимости врезки или прерывания процесса. Термометры сопротивления могут использоваться в диапазоне температур -20 … +150 °C.
Буклет термометра сопротивления для монтажа на трубе
Термометр сопротивления с цифровым индикатором
Работа на батарее
DiwiTherm® является идеальным сочетанием цифрового дисплея и термометра сопротивления. Этот компактный прибор для измерения температуры может использоваться в широком диапазоне применений и работает без внешнего источника питания.
Для термометров доступен широкий выбор возможных комбинаций длин погружения, длин шеек, присоединений к защитной гильзе и т. д., поэтому они пригодны для соединения с самыми различными типами защитных гильз, для широкого диапазона применений.
Применение
- Машиностроение, перерабатывающая промышленность и резервуары
- Химическая отрасль промышленности
- Пищевая отрасль промышленности
- Автомобилестроение
- Стерильные производства, отопление и вентиляция, кондиционирование воздуха
Особенности
- ЖК дисплей
- Варианты с датчиками для вставки, установки в защитную гильзу или с контактной площадкой для монтажа на поверхность трубы
- Для всех стандартных конструкций защитных гильз
- Измерительный диапазон -40 … +450 °C
- С автоматическим переключением диапазона измерения (Авторанжирование)
Буклет термометра сопротивления с цифровым индикатором
Погружной датчик температуры
Применение
- Для измерения температуры газообразных сред в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
- Разработан для подключения к системам отображения результатов измерения и контроля температуры
- В комплекте с защитной гильзой может применяться для измерения температуры жидких сред (например, в трубах)
Особенности
- Простая установка
- Компактность и прочность конструкции
- Установка непосредственно в процесс
- Включая монтажный фланец
Буклет погружного датчика температуры
Необходима консультация ?
Понимая важность настоящих и будущих задач наших заказчиков, мы формируем оптимальные решения для реализации проектов в различных отраслях промышленности.
Для получения консультации свяжитесь со специалистом нашей компании по телефону
+7 812 740-7135 или отправьте запрос на коммерческое предложение:
|
|
Правильный выбор: термометр сопротивления или термопара
Измерение температуры является одним из основных требований практически при любых условиях технологических процессов перерабатывающей промышленности. В большинстве устройств используются датчики, основанные на двух технологиях. Выбор между этими двумя подходами определяется конкретными требованиями к технологическому процессу и его условиями.
Колебания температуры могут оказывать значительное влияние на прибыльность, безопасность и качество. Это справедливо в отношении разных отраслей промышленности, таких как нефтегазовая, энергетическая, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, фармацевтическая и др. Точность непрерывного контроля температуры зависит от нескольких факторов, в том числе от правильного выбора датчика для конкретных задач и технологических процессов.
Наиболее распространенными устройствами измерения температуры являются термометры сопротивления (ТС) и термопары (ТП). Эти устройства основаны на двух разных технологиях, каждая из которых обладает своими преимуществами, в соответствии с которыми и делается выбор в пользу той или иной технологии.
В конструкции ТС используется тот факт, что электрическое сопротивление металла возрастает с повышением температуры — явление, известное как тепловое сопротивление.
В отличие от ТС, ТП представляет собой замкнутый термоэлектрический датчик температуры, состоящий из двух отрезков проволоки из разнородных металлов, соединенных между собой на обоих концах. При этом если температура на одном конце этих отрезков проволоки (спае) отличается от таковой на другом, в ней возникает электрический ток. Такое явление известно под названием эффекта Зеебека. Возникающее напряжение зависит от конкретных используемых металлов, а также от текущей разницы температур. Сопоставление различных значений напряжения, возникающих при использовании разных металлов, представляет собой основу измерения температуры термопарой.
Сравнение технологий
Не существует однозначного ответа на вопрос, какой тип датчика является более эффективным в конкретной ситуации. При эксплуатации каждого из них возникают негативные побочные эффекты, которые необходимо принимать во внимание при выборе термодатчика с должной тщательностью.
Термометры сопротивления изготавливаются из резистивного материала с прикрепленными выводами и, как правило, помещаются в защитную оболочку. В качестве резистивного материала может выступать платина, медь или никель. Наибольшее распространение получила платина — благодаря высокой точности и стабильности результатов измерений и их исключительной линейности в широком диапазоне. Не существует однозначного ответа на вопрос, какой тип датчика является более эффективным в конкретной ситуации. При эксплуатации каждого из них возникают негативные побочные эффекты, которые необходимо принимать во внимание при выборе термодатчика с должной тщательностью.
ТС отличаются высоким изменением сопротивления в расчете на один градус изменения температуры. Наиболее распространенными типами датчиков ТС являются проволочный и тонкопленочный. ТС из витой проволоки изготавливаются либо путем навивания резистивной проволоки на керамический сердечник, либо путем помещения спирально витой проволоки в керамическую оболочку, отсюда и название «проволочные ТС». При изготовлении тонкопленочного ТС тонкое резистивное покрытие осаждается на плоскую керамическую подложку (обычно прямоугольной формы). Как правило, тонкопленочные ТС являются менее дорогими по сравнению с проволочными, поскольку для их изготовления требуется меньшее количество различных материалов.
ТП отличаются более высокой скоростью реакции и более широкими допустимыми диапазонами рабочей температуры, чем ТС, однако имеют более низкую точность.
Обычно показания термометров сопротивления являются значительно более стабильными, и ТС обладают более высокой чувствительностью по сравнению с ТП. Долгосрочное смещение показаний ТС является хорошо предсказуемым, в то время как ТП часто ведут себя неустойчиво в данном отношении. За счет этого обеспечивается такое преимущество ТС, как менее частая потребность в калибровке и, следовательно, пониженная стоимость их эксплуатации. Наконец, ТС обеспечивают исключительную линейность показаний. В сочетании с линеаризацией, произведенной в качественном передатчике, становится достижимой точность около 0,1 °C — значительно более высокая по сравнению с максимально возможной при использовании ТП.
Рис. 1. Конструкции термометра сопротивления и термопары
В отличие от ТС, ТП представляет собой замкнутый термоэлектрический датчик температуры, состоящий из двух отрезков проволоки из разнородных металлов, соединенных между собой на обоих концах. При этом различные сочетания металлов классифицируются как разные типы датчиков и, соответственно, обладают отличающимися характеристиками. Наиболее часто используемыми типами ТП являются тип J (железо и константан) и тип K (хромель и алюмель). ТП отличаются более высокой скоростью реакции и более широкими допустимыми диапазонами рабочей температуры, чем ТС, однако имеют более низкую точность. Конструкция кабелей ТП отличается повышенной прочностью, за счет чего они могут выдерживать высокие уровни вибрации (рис. 1). В таблице приводится сравнение основных характеристик датчиков.
Свойство | Термометр сопротивления | Термопара |
Точность | Класс A: ±[0,15+0,002] °C Класс B: ±[0,30+0,005] °C Согласно стандарту IEC 60751 | Типичная точность составляет ±1,1 °C или ±0,4 % от измеренного значения температуры (большее из двух значений). Зависит от типа ТП и диапазона измерения. Снижается при использовании удлинительного провода. |
Стабильность работы | ±0,05 °C по истечении 1000 ч работы при температуре <300 °C. Отклонения повышаются с увеличением температуры. ТС проволочной конструкции имеют более высокую стабильность, чем тонкопленочные. | Сильно зависит от типа термопары, качества кабеля и рабочей температуры. Типичные отклонения составляют от ±2 до 10 °C на 1000 ч работы. |
Скорость реакции при установке | Скорость реакции 6-мм датчика примерно равна скорости реакции термопары. | Скорость реакции 6-мм датчика примерно равна скорости реакции ТС. Немного выше |
Калибровка | С легкостью подвергается повторной калибровке, что обеспечивает длительный срок службы. Наивысшая точность достигается при специальной взаимной подгонке датчика и передатчика. | Ограничивается сравнением со «стандартной термопарой» на месте измерений. |
Возможный диапазон измерения температуры, °C | –200…+850 | –270…+2300 |
Срок службы | Многие годы. Сокращается при использовании под воздействием высоких температур. | Снижение чувствительности приводит |
Факторы, которые необходимо учитывать при установке | Используется стандартный медный провод. Достаточно высокая невосприимчивость | Требуется использование дорогого удлинительного кабеля, подходящего |
Устойчивость к вибрации | Очень хорошая при тонкопленочной конструкции. | Очень хорошая при большом диаметре кабелей. |
Издержки за срок службы | Более низкие. | Более высокие. |
Стоимость приобретения | Тонкопленочная конструкция: примерно одинакова по сравнению с ТП. Проволочная конструкция дороже. | Наиболее дорогими являются термопары |
Эффективность использования | Всегда выше при температурах до +650 °C. | Ниже на один порядок. |
Выбор наиболее подходящего типа датчика
При выборе типа датчика, наиболее подходящего для конкретного технологического процесса и поставленной задачи, следует предварительно поставить несколько основных вопросов. Ответы на них предоставят ценную информацию.
Каков диапазон измеряемых температур?
При выборе датчика определение правильного температурного диапазона является очень важным. Если температура будет превышать +850 °C, необходимо использовать ТП. При температурах ниже +850 °C можно выбрать как ТС, так и ТП. Кроме того, не стоит забывать, что проволочные ТС обладают более широким диапазоном измерения температур, чем тонкопленочные (рис. 2).
Рис. 2. Диапазоны измерения температур различными типами термодатчиков
Какова требуемая точность измерения датчика?
Определение требуемого уровня точности является еще одним важным фактором при выборе датчика. Как правило, ТС имеют большую точность по сравнению с ТП, а проволочные ТС — по сравнению с тонкопленочными. Если предположить, что на выбор одной из двух технологий не оказывают влияние другие факторы, это правило помогает сделать выбор наиболее точного датчика.
Вызывает ли опасения вибрация, возникающая в ходе процесса обработки?
Уровень вибрации при технологическом процессе также необходимо учитывать при выборе датчика. ТП обладают наиболее высокой вибростойкостью из всех существующих технологий измерения температуры.
Существуют различные типы термопар, определяющиеся сочетанием используемой в них проволоки. ТП большинства типов могут использоваться для измерения более высоких температур, чем ТС.
Если достоверно известно, что в ходе процесса возникает сильная вибрация, использование ТП позволит достичь максимальной надежности измерения температуры. Тонкопленочные ТС также устойчивы к воздействию вибрации; тем не менее они не обладают достаточной прочностью. Использование проволочных ТС в условиях повышенной вибрации исключено.
Правильный выбор — точные результаты
Ключевым моментом для успешного применения датчиков температуры является постановка основополагающих вопросов и подбор датчика, наиболее пригодного для поставленных задач и конкретных технологических процессов с учетом всех имеющихся данных. В качестве примера можно привести принятие решения об использовании датчика температуры на участке трубопровода с постоянно изменяющимися условиями при непрерывной вибрации и изменении температуры в диапазоне –200…+300 °C. Целью такого решения является достижение максимально возможной точности, несмотря на описанные непростые условия. Для указанного диапазона температур пригодны термодатчики обоих типов. Хорошо известно, что ТП обладают высокой стойкостью к вибрации, поэтому на первый взгляд может показаться, что ТП являются хорошим вариантом решения поставленной задачи. Тем не менее в данном конкретном случае требуется выполнение измерений с максимально возможной точностью. Правильным выбором для данной задачи будет использование тонкопленочных ТС. Известно, что тонкопленочные ТС отличаются более высокой стойкостью к вибрации по сравнению с проволочными и обеспечивают более высокую точность измерений по сравнению с термопарами.
Приведем еще один пример: измерение температуры в реакторе в диапазоне +550…+900 °C при низком уровне вибрации. Поставлена цель измерения температуры с точностью ±5 °C. ТС дают стабильно точные показания, особенно в условиях невысокой вибрации. Однако не стоит забывать о диапазоне температур. Как правило, ТС не следует использовать при температурах свыше +850 °C. Поскольку температура данного процесса обработки может подниматься до +900 °C, следует остановить свой выбор на ТП. Вероятность получения неверных показаний датчиков или их отказа повышается при их использовании в неподходящих диапазонах температур.
Вконтакте
Google+
Термометр сопротивления, термопреобразователь сопротивления | Блог инженера теплоэнергетика
Термометром сопротивления называют измерительный прибор, работающий в широком температурном диапазоне в различных промышленных условиях. Дополнительные названия устройства – термопреобразователь сопротивления и терморезистор.
Основными достоинствами термометра сопротивления являются повышенная стабильность, близость характеристики к линейной зависимости и высокая взаимозаменяемость.
Среди его недостатков можно отметить необходимость применения трехпроводной или четырехпроводной схемы включения для точности измеряемых показателей.
Принцип действия измерительного устройстваДействие термопреобразователя основывается на свойстве различных материалов изменять свое электрическое сопротивление при разных температурных условиях – этот параметр называется температурным коэффициентом электрического сопротивления.
Измененная температура влечет за собой смену теплового колебания кристаллической решетки металла и изменение электрического сопротивления сенсора. Таким образом, чем выше температура чувствительного сенсора, тем значительнее колебания кристаллической решетки, и тем выше уровень электрического сопротивления.
Как вторичный температурный датчик, термоперобразователь нуждается в тщательной калибровке перед началом измерительного процесса. Это выполняется с помощью замеров сопротивления в реперных точках и последующем выстраивании временной зависимости от сопротивления. Сам термопреобразователь, при этом, должен приобрести температурный показатель, аналогичный среде измерения.
На точность показателей могут повлиять наличие примеси в металлах сенсора и возможные дефекты конструкции. Их неоднородная структура способна изменить сопротивление и скорость выхода на стационарные показатели для определенной температуры.
Для правильного измерения температур важно обеспечить грамотный тепловой контакт с измеряемым объектом.
Габариты сенсора должны находиться на минимально необходимом уровне, что исключит вероятность увеличения срока замера и позволит зафиксировать быстроизменяющиеся процессы.
Устройство термопреобразователяКонструкция данного прибора состоит термочувствительного элемента (одного или нескольких) и внутренних соединительных проводов, которые находятся в защитном корпусе герметичного типа, и дополненных внешними выводами для подключения к прибору измерения.
Чувствительным элементом устройства является резистор, изготовленный из металлической проволоки или пленки, и имеющий выводы для подключения соединительных проводов.
Виды термопреобразователей сопротивленияТермопреобразователи разделяются на несколько видов:
• Металлические.
• Полупроводниковые.
• Угольные.
• Сверхпроводящие.
Металлический тип термопреобразователейЭти устройства предназначены для проведения замеров в широком температурном интервале (конкретный диапазон зависит от вида металла). Чаще всего этот прибор представляет собой расположенную в изолированном корпусе проволоку сечением до 0,1мм определенной длины. Среди этих термометров сопротивления наиболее часто встречаются устройства из платины, никеля и меди.
Для платиновых термопреобразователей характерна высокая стабильность и точность показаний. Этот прибор демонстрирует высокое удельное сопротивление и способен проводить замеры в самом широком диапазоне температур. Платиновый термопреобразователь получил наибольшую распространенность в промышленных областях разных стран мира.
Измерительный прибор из никеля имеет самый высокий коэффициент температуры и самый большой выходной сигнал сопротивления. Минус устройства – при превышении точки Кюри (352°С) возможно возникновение непредсказуемого гистерезиса характеристик. Некоторое время назад практиковалась установка подобных терморезисторов в кораблестроении совместно с самописцами. Сейчас данный тип приборов распространен, но все же меньше, чем платиновые устройства.
Медные термопреобразователи обладают наиболее линейной характеристикой при ограниченном температурном диапазоне. За счет низкого удельного сопротивления в этом типе устройств необходимо устанавливать проволоку увеличенной длины. Сфера применения данных приборов: электростанции, электрогенераторы и т.д.
Полупроводниковые термометрыСтабильные, чувствительные, с высокой точностью измерения, полупроводниковые термопреобразователи сопротивления способны фиксировать даже быстропротекающие процессы. Проводить замеры с их помощью можно и при низком температурном режиме благодаря отсутствию необходимости пропускания больших измерительных токов. Конструкция такого термометра представляет собой полупроводник, помещенный в герметичный корпус из меди.
Угольные термометрыБольшинство характеристик данного устройства схожи со свойствами полупроводниковых термометров. В основе изготовления угольных термометров лежит принцип спекания крошечных частиц угля промышленным способом при высоких показателях давления. Подобная технология и низкая себестоимость материалов делают угольные термометры доступными по цене. Тем не менее, главный недостаток приборов – низкая стабильность – обуславливает необходимость их постоянной калибровки или проведения регулярных проверок стабильности. Также к минусам прибора можно отнести установку температурного равновесия в самом устройстве.
Сверхпроводящие термопреобразователиЭта разновидность термометров применяется при замерах в низком температурном режиме: от -265°С до -272°С. Особенностью конструкции прибора можно назвать добавление к чистым металлам на сенсорных датчиках ряда сортов фосфористой бронзы. Это позволяет расширить переход из состояния нормы в сверхпроводящее состояние при увеличении точности изменений.
Платиновые термометры сопротивленияСреди всех разновидностей терморезисторов самыми востребованными считаются платиновые устройства. Во-первых, из-за высокого температурного коэффициента сопротивления, делающим эксплуатацию данных приборов предельно простой. Во-вторых, из-за низкой окисляемости металла, обеспечивающей длительный срок службы сенсоров.
Кроме того, погрешность в показаниях именно у платиновых резисторах минимальна, что сделало их оптимальным вариантом для проверки других типов датчиков. Однако на практике эталонные термометры (используемые для калибровки) приходится изготавливать из платины максимальной чистоты и с определенным коэффициентом температуры, за счет чего стоимость эталонных приборов в десятки раз превышает стоимость промышленных платиновых термометров сопротивления. Также эталонные термометры крайне чувствительны к механическим воздействиям, тряске, вибрациям и могут выйти из строя при тепловом ударе.
Разновидности платиновых терморезисторов зависят от использованного в устройстве типа чувствительного элемента.
Типы чувствительных элементов в платиновых термопреобразователяхНа сегодняшний день выделяют следующие разновидности чувствительных элементов:
1. В виде «свободной от напряжения спирали».
2. В виде «полой конструкции».
3. Устройство из пленки.
4. Устройство из платины со стеклянной оболочкой.
Самым распространенным и надежным видом является «свободная от напряжения спираль», чаще всего его можно встретить у российских производителей. Внешне этот элемент может выглядеть по-разному – в зависимости от использованных материалов и величины отдельных деталей.
«Полая конструкция» – тип устройства, внедренный сравнительно недавно. Чаще всего он востребован на промышленных предприятиях, связанных с особым производством (например, в атомной промышленности). Тип конструкции данного сенсора обуславливает его значительную точность, надежность и стабильность в эксплуатации. Повышенная себестоимость материалов сборки делает эту деталь весьма дорогостоящей.
К числу чувствительных элементов, широко применяемых за рубежом, относится пленочный тип, при котором на керамическую подложку нанесен тонкий платиновый слой. Данная разновидность имеет массу преимуществ: невысокую стоимость, практичность, небольшие габариты и малый вес. Минусом устройства называют низкую стабильность, однако в последнее время проводятся постоянные разработки и исследования, направленные на устранение этого недостатка.
Устройство, представляющее собой платиновую проволоку с покрытием из стекла, можно назвать одной из наиболее функциональных за счет полной герметизации и устойчивости к высокой влажности. Тем не менее, использовать этот прибор можно лишь при определенном температурном режиме. Стоимость этого типа элемента относится к сегменту выше среднего.
Область применения термопреобразователей сопротивленияДанные приборы применяются в промышленной сфере для измерения показателей температуры в разнообразных рабочих средах (жидких, сыпучих, газообразных), в сфере автомобилестроения, печестроения, в нагревательной, холодильной и климатической электротехнике – везде, где требуется определение прямой зависимости электрического сопротивления от температуры.
Диапазон измерения температур устройств составляет от -272°С до +1000°С, в зависимости от типа терморезистора. Для точности полученных сенсором данных конструкция терморезистора должна быть стабильной и чувствительной, способной на проведение замеров в особых условиях (например, при наличии агрессивной среды, тряски, вибраций и т.д.).
Чаще всего при проведении замеров терморезистором дополнительно используется такие устройства, как потенциометры, логометры и измерительные мосты. Они помогают настроить высокую точность термопреобразователя.
Современные термопреобразователи сопротивления – это надежные и функциональные устройства, обеспечивающие проведение замеров на уровне, недоступном для других датчиков. Для оптимального результата измерений важно выбрать тип терморезистора с характеристиками, подходящими для работы в конкретных условиях и определенном температурном режиме.
RTD против термопары — Sure Controls
В чем разница между резистивным датчиком температуры (RTD) и термопарой? И RTD, и термопары — это датчики, используемые для измерения тепла в таких шкалах, как Фаренгейта и Кельвина. Такие устройства используются в широком диапазоне приложений и настроек, часто ставя перед людьми дилемму выбора использования RTD или термопар. У каждого типа датчика температуры есть свои преимущества и недостатки, которые делают его пригодным для определенных условий и обстоятельств.
Детекторы термометров сопротивления
Электрическое сопротивление металлов повышается по мере увеличения нагрева и нагрева металлов, в то время как их электрическое сопротивление падает по мере уменьшения нагрева и охлаждения металлов. RTD — это датчики температуры, которые используют изменения электрического сопротивления металлов для измерения изменений локальной температуры. Чтобы показания можно было интерпретировать, металлы, используемые в RTD, должны иметь электрическое сопротивление, известное людям и записанное для удобства.В результате медь, никель и платина являются популярными металлами, используемыми в конструкции термометров сопротивления.
Термопары
Термопары — это датчики температуры, в которых используются два разных металла в датчике для создания напряжения, которое может быть считано для определения местной температуры. При изготовлении термопар можно использовать различные комбинации металлов, чтобы обеспечить различные калибровки с различными диапазонами температуры и характеристиками датчика.
Загрузите лист проектирования термопар Sure Controls для получения дополнительной информации.
RTD и термопара
Поскольку термины охватывают весь диапазон датчиков температуры, предназначенных для использования в различных условиях, невозможно сделать вывод, являются ли RTD или термопары лучшим вариантом в целом. Вместо этого более полезно сравнивать характеристики RTD и термопар, используя определенные характеристики, такие как стоимость и диапазон температур, чтобы пользователи могли выбирать, исходя из конкретных потребностей своей организации.
В целом, термопары лучше, чем RTD, когда дело касается стоимости, прочности, скорости измерения и диапазона температур, который может быть измерен с их помощью.Стоимость большинства термопар в 2,5–3 раза меньше, чем у RTD, и хотя установка RTD дешевле, чем установка термопар, экономия затрат на установку недостаточна, чтобы склонить чашу весов. Кроме того, термопары более долговечны и быстрее реагируют на изменения температуры благодаря той же конструкции. Однако главным преимуществом термопар является их диапазон. Большинство RTD ограничены максимальной температурой 1000 градусов по Фаренгейту. Напротив, некоторые термопары можно использовать для измерения температуры до 2700 градусов по Фаренгейту.РДТ
превосходят термопары тем, что их показания более точны и воспроизводимы. Повторяемость означает, что пользователи, считывающие одну и ту же температуру, дают одинаковые результаты в нескольких испытаниях. RTD, выдающие более повторяемые показания, означают, что их показания более стабильны, а их конструкция гарантирует, что RTD продолжат давать стабильные показания дольше, чем термопары. Кроме того, RTD получает более надежные сигналы, и их легче калибровать показания RTD из-за их конструкции.
Заключение
Вкратце, у каждого RTD и термопары есть свои преимущества и недостатки.Кроме того, каждая марка RTD и термопар имеет свои преимущества и недостатки. Покупатели должны основывать свои решения о покупке на конкретных потребностях и возможностях своих организаций, соответствующих конкретным возможностям доступных им брендов. В целом термопары дешевле, долговечнее и могут измерять более широкий диапазон температур, в то время как RTD обеспечивают более качественные и надежные измерения.
Ознакомьтесь со всеми нашими термодатчиками
Измерение температуры: термопары или термометры сопротивления?
Измерение температуры служит основой для многих промышленных параметров, таких как эффективность процесса и потребление энергии, оптимизация ресурсов и срок службы установок и оборудования.
Во многих промышленных приложениях необходимо использовать широкий спектр оборудования для мониторинга, контроля и регулирования температуры надежным, точным и воспроизводимым способом. Приборы для измерения температуры можно разделить на контактные и бесконтактные датчики и преобразователи. К устройствам контактного измерения температуры относятся некоторые из наиболее распространенных типов устройств: термометры сопротивления, термопары, термисторы, встроенные датчики, термобатареи, термометры с биметаллическими полосками и другие устройства.Бесконтактные датчики включают пирометры, тепловизионные камеры и инфракрасные датчики. Эти инструменты используются для измерения объектов (или материалов), которые движутся или недоступны, или имеют низкий уровень теплопроводности, низкой теплоемкости или высоких температур. Поля и ограничения использования, конечно, тесно связаны с используемой техникой измерения.
Однако термопары и термометры сопротивленияявляются наиболее часто используемыми датчиками температуры в промышленных приложениях. В результате существует множество регуляторов, регистраторов данных, модулей сбора данных, повторителей преобразователей и передатчиков сигналов в этих двух категориях датчиков. г. International имеет различные модели нашей серии D1000 (D1072S, D1072D, D1073S), D2000M (D2010M, D2011M), D5000 (D5072S, D5273S) и D6000 (D6072S, D6273S).
Табл. 1 TC – RTD по сравнению
Термопары
Термопарыявляются одними из наиболее часто используемых датчиков температуры, поскольку они экономичны, стандартизированы, подходят для широкого диапазона температур и могут быть легко заменены.Их главное ограничение — точность, поскольку систематические ошибки менее одного градуса Цельсия трудно достичь. Термопары также являются нелинейными устройствами.
Принцип, лежащий в основе термопары, был открыт в 1821 году эстонским ученым Томасом Иоганном Зеебеком, который обнаружил, что схема, состоящая из двух проводников разной природы, создает разность потенциалов при воздействии температурного градиента. Это явление, известное как эффект Зеебека , позволяет термопарам функционировать.
Для изготовления термопары могут использоваться различные типы металлов (никель, хром, железо, медь, платина, вольфрам, кремний, алюминий, рений), но для профессионального и промышленного применения выбор металла основан на давних нормах и правилах. стандарты ( IEC EN 60584-1, ITS90 ), которые позволяют прогнозировать напряжения, создаваемые термопарами, и работать в широком диапазоне температур. К сожалению, невозможно подключить вольтметр к термопаре для измерения напряжения, потому что этот контакт неизбежно приведет к возникновению еще одного ложного спая.Чтобы измерить с определенной степенью точности, этот эффект учитывается с помощью метода, известного как компенсация холодного спая (CJC). Этот метод основан на том принципе, что третий металл, вставленный между двумя разнородными металлами спая термопары, не оказывает никакого влияния, учитывая, что два спая имеют одинаковую температуру (закон промежуточных металлов).
Существует широкий выбор датчиков для множества промышленных, медицинских, научных и других целей.При выборе термопары лучше убедиться, что разъем совместим с измерительным прибором. Также необходимо учитывать измеряемые температуры, изоляцию и производственные характеристики датчика. Все эти факторы влияют на точность и надежность измерений.
Термометры сопротивления
Наряду с термопарами термометры сопротивления, также известные как датчики температуры сопротивления (RTD) , являются еще одним из наиболее распространенных датчиков температуры.RTD — это преобразователь, который использует изменение сопротивления металлов в зависимости от температуры. Он состоит из элементов с положительным и умеренным температурным коэффициентом сопротивления.
ТСизготовлены из антииндуктивных металлов, таких как платина, никель, медь и т. Д. Корреляция между сопротивлением и температурой задается полиномом более высокого порядка. В случае платины использованная формула представляет собой уравнение Каллендара – Ван Дюзена (скорректированное на основе температурной шкалы IPTS-68):
R = R0 [1 + At + Bt2 + C (t-100) t3],
, где A, B и C — константы, зависящие от свойств платины, используемой для изготовления датчика, а R0 — сопротивление при температуре 0 ° C (равное 100 Ом и 1000 Ом в случае платиновых термометров сопротивления Pt100 и Pt1000. , соответственно).
Platinum RTD обеспечивает превосходные характеристики с точки зрения точности, линейности отклика, продолжительности во времени и области измерения. Есть две категории: тонкопленочные и проволочные. Тонкопленочные сенсоры изготавливаются путем вакуумного осаждения чрезвычайно тонкого слоя платины на керамическую подложку размером всего несколько квадратных миллиметров. Элементы с проволочной обмоткой состоят из отрезка тонкой платиновой проволоки, намотанной на керамический или стеклянный сердечник.
Поскольку термометры сопротивления являются контактными термометрами, защитный кожух должен соответствовать назначению и условиям установки.Существуют различные типы RTD, которые обычно достаточно устойчивы к коррозии. Они могут измерять широкий диапазон температур (хотя и меньше, чем термопара) и обладают отличной линейностью. Основными ограничениями RTD являются их низкая чувствительность, их стоимость, которая может быть высокой, невозможность использования для детальных измерений, влияние контактных сопротивлений и их чувствительность к ударам и ускорениям.
Сравнение термопар и термометров сопротивления (резистивных датчиков температуры)
Двумя наиболее распространенными устройствами измерения температуры являются термометры сопротивления и термопары.Несмотря на то, что они выполняют схожие функции, во многом эти два устройства не могут быть более разными.
При выборе устройства для измерения или калибровки температуры необходимо учитывать следующие ключевые факторы:- Точность и стабильность
- Окружающая среда
- Диапазон температур
Температурные датчики сопротивления (RTD)
В лабораторных условиях, где окружающая среда менее жесткая и точность имеет первостепенное значение, чаще всего используются RTD.Температурные датчики сопротивления (RTD) — это датчики, которые измеряют температуру путем сопоставления элемента RTD со значением температуры. Обычно это делается с помощью катушки из металлической проволоки, намотанной на сердечник из керамики или стекла.
Катушка обычно изготавливается из чистого материала, такого как платина, никель или медь. Материал змеевика проверяется международными стандартами на наличие определенного сопротивления в зависимости от температуры. Таким образом, свойства катушки предсказуемы.
Когда RTD сделан из платины, его иногда называют платиновым термометром сопротивления (PRT).Платина известна как промышленный стандарт термометров сопротивления, поскольку она обеспечивает самый широкий диапазон температур, максимальную стабильность и высочайшую точность. При изменении температуры изменяется сопротивление. Это изменение используется для определения температуры.
Благодаря своей высокой точности и стабильности, RTD идеально подходят для калибровочных лабораторий. Эти инструменты не идеальны для промышленных установок, поскольку они обычно более хрупкие. Поскольку они невосприимчивы к электрическим помехам, они также хорошо справляются с автоматизированными процессами.
Термопары
Термопары также измеряют температуру, но другим методом. Термопара состоит из двух (пары) зондов из разных металлов, таких как никель, медь или железо. Между датчиками возникает электрическое напряжение, которое зависит от температуры и используется для определения значения температуры.
Хотя они часто имеют более низкую точность и стабильность, чем RTD, термопары обычно имеют более широкий диапазон температур. Термопары могут считывать температуру от -450 градусов по Фаренгейту до 4200 градусов по Фаренгейту.Вообще говоря, более тонкий зонд термопары не может работать в таком широком диапазоне температур, как более толстый зонд.
В зависимости от используемых материалов термопары калибруются до определенных диапазонов. Некоторые из наиболее распространенных типов — это J, K, T и E, которые считаются термопарами из основного металла. Между тем термопары из «благородных металлов», такие как R, S и B, менее распространены и используются для высокотемпературных применений.
Еще несколько плюсов — в прочности, скорости и стоимости. Термопары идеально подходят для промышленных установок благодаря своей прочной конструкции, быстрому времени отклика и более низкой цене.
Ссылки по теме:
Датчик температуры сопротивленияили термопара? Выберите Wisely
Температурные датчики сопротивления (RTD) и термопары — два наиболее распространенных типа датчиков температуры в промышленных процессах. Иногда бывает сложно оценить все факты и выбрать тот, который больше соответствует потребностям вашего приложения.
Температурные датчики сопротивленияТемпературные датчики сопротивления представляют собой тонкую проволоку, намотанную внутри датчика.Электрическое сопротивление провода изменяется в зависимости от температуры. Связь между изменением сопротивления и температурой известна и используется для определения температуры. Обычными материалами для элементов резистивного температурного датчика являются металлы, такие как платина, никель или медь. Платина предпочтительна, поскольку она химически инертна и имеет очень линейную зависимость сопротивления от температуры в широком диапазоне температур. Существует три типа датчиков резистивных датчиков температуры: тонкопленочные, с проволочной обмоткой и спиральные.
- Тонкопленочный датчик температуры сопротивления имеет очень тонкий слой металла, нанесенный на керамическую подложку.
- Элемент с проволочной обмоткой имеет катушку, намотанную вокруг изолирующего сердечника.
- Спиральный резистивный датчик температуры похож на электрическую лампочку — провод удерживается на месте какой-то механической опорой, но наматывается сам по себе.
Какой тип лучше подходит для определенного применения, зависит в основном от желаемой стабильности, температурного диапазона и долговечности.