Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

довательно, величину измеряемой температуры. Сопротивление R

ров использование нормальных элементов не предусматривает­

При изменении сигнала измерительной информации, посту­ пающего от термопары ТП (или от любого другого датчика), на величину, равную или большую чувствительности усилителя ЭУ, на вход усилителя подается сигнал разбаланса постоянного тока, который преобразуется с помощью соответствующего преобразо­ вателя в переменное напряжение и усиливается до величины, до­ статочной для приведения во вращение реверсивного двигателя РД. Реверсивный двигатель при своем вращении в направлении, зависящем от знака разбаланса, с помощью механической пере­ дачи (шкива и троса) перемещает движок реохорда Rp до тех пор, пока сигнал разбаланса не будет уничтожен. С движением реверсивного двигателя связано также перемещение указателя и записывающего устройства потенциометра (на схеме не по­ казано).

В измерительную схему потенциометра входит, помимо ука­ занных выше, ряд элементов, предназначенных для обеспечения нормальной работы устройства в целом. Резисторы Rm (шунт),

Он изготовляется из медной проволоки и располагается на вход­ ной панели прибора в том же месте, где присоединяются концы термопары. Одновременно с изменением температуры окружаю­ щей среды изменяется т. э. д. с. холодных спаев и падение напря­ жения на сопротивление RMi которые взаимно компенсируют друг друга.

Конструкция современных электронных автоматических по­ тенциометров основана на блочно-модульном принципе построе­ ния: прибор состоит из отдельных унифицированных блоков и уз­ лов, соединенных между собой проводами через штепсельные разъемы. В частности, электронный автоматический потенцио­ метр типа КСП состоит из измерительной схемы с катушками сопротивлений, измерительного реохорда, полупроводникового усилителя, уравновешивающего электродвигателя и стабилизи­ рованного источника питания.

Динамические свойства электронных автоматических потен­ циометров характеризует передаточная функция

1 П Р) = ^ . (197)

При этом постоянная времени

ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Измерение температуры термометрами сопротивления (ТС) основано на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от изменения температуры. Температурный коэффициент электрического со­ противления проводников (металлов) положителен, т.е. с ростом температуры их сопротивление растет, а полупроводников — от­ рицателен, т. е. с ростом температуры их сопротивление падает. Таким образом, активное сопротивление проводников и полупро­ водников можно представить в виде функциональной зависи­ мости от температуры t:

Вид этой функции зависит от природы материала термомет­ ров сопротивления.

Для изготовления металлических ТС должны применяться чистые металлы, отвечающие следующим основным требованиям:

1. Металл не должен окисляться или вступать во взаимодей­ ствие с измеряемой средой.

2. Температурный коэффициент электрического сопротив­ ления

должен быть достаточно высоким и неизменным.

Для материалов, используемых в ТС, температурные коэф­ фициенты принято определять в интервале между 0 и 100° С. Тог­ да а (в 1/°С) составит

юо — # 0

3.Сопротивление должно изменяться с изменением темпера­ туры по прямой или плавной кривой без резких отклонений и ги­ стерезиса, т, е. должна существовать монотонная зависимость сопротивления от температуры.

4.Удельное электрическое сопротивление должно быть доста­ точно большим.

Указанным требованиям в определенных температурных ин­ тервалах отвечают платина, медь, никель, вольфрам и железо.

Преимуществом полупроводников является большой темпера­ турный коэффициент сопротивления ( 3 — 4 - Ю - 2 1/°С), вследствие чего из них можно изготовлять ТС малых размеров, а следова­ тельно, с малой тепловой инерцией. Их недостатками является плохая воспроизводимость параметров, что исключает взаимоза­ меняемость, а также возможность измерять температуру только до 250—300° С.

В настоящее время выпускаются две большие группы термо­ метров сопротивления: платиновые и медные. Платиновые пред­ назначены для измерения температуры от —260 до +650° С, мед­ ные от —50 до +100° С. Платиновые ТС выпускаются двух моди­ фикаций: одинарные и двойные. В двойных в одну арматуру вмонтированы два элемента, не связанные электрически друг с другом. Медные ТС выпускаются только одинарными. Длина чувствительного элемента платинового ТС равна 30—120 мм, медного около 60 мм. Виды некоторых чувствительных элементов ТС показаны на рис. 49.

Элементы платиновых ТС (рис. 49, а) изготовляются из пла­ тиновой проволоки 2 диаметром 0,04—0,07 мм и длиной около 2 м, которая наматывается бифилярно на слюдяную пластинку с

зубчатыми краями 1. Сверху эта пластинка закрывается слюдя­ ными накладками 4 и скрепляется в пакет. Выводы 3 делаются из серебряной проволоки диаметром 1 мм. Элемент помещается вначале в алюминиевую трубку, а затем в защитную трубку со штуцером. Однако такая конструкция чувствительна к вибраци­

щих ТС с измерительным устройством. Защитная труба изго­ товляется из углеродистой или нержавеющей стали, в зависимости от назначения. Имеется ряд других конструкций защитной арматуры ТС. В пищевой промышленности применяются обще­ промышленные термометры сопротивления в соответствующей защитной арматуре, однако изготовляется ряд типов ТС, пред­ назначенных специально для использования в пищевой промыш­ ленности: для шприцмашин и шприцпрессов, холодильных уста­ новок, рефрижераторов и т. п.

Широко применяются в пищевой промышленности так назы­ ваемые термоподвески, состоящие из нескольких медных ТС и

среду с постоянной температурой разность температуры среды и любой точки ТС стала равной 0,37 того значения, которое имела среда в момент наступления регулярного теплового режима. Пе­ редаточная функция малоинерционных термометров сопротивле­ ния (типа TCM-XIV и ТСП-280 и др.)

Г ( Р ) = ( ^ + 1 ) ^ + 1 ) ^ + 1 ) • <2 0 2 >

При этом постоянные времени зависят от коэффициентов теп­ лоотдачи между термоприемником и окружающей средой и при­

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛ Я ТЕРМОМЕТРОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Измерительные приборы, применяемые в комплекте с ТС, мо­ жно подразделить на три основные группы: уравновешенные мо­ сты, неуравновешенные мосты и логометры (омметры). Наибо­ лее распространенными являются уравновешенные мосты.

Уравновешенные мосты. Принципиальная электрическая схе­ ма уравновешенного моста приведена на рис. 50. Она состоит из

в вершине моста а на две ветви 1\ и 12. Следовательно, падение