Погрешности термометров расширения

Термопреобразователи сопротивления.

Термометры электрического сопротивления (ТС) применяются для измерений температуры в диапазоне от –100^оС до +300 ⁰С. По принципу действия они относятся к параметрическим преобразователям: измеряемая температура преобразуется в изменения электрического сопротивления. В зависимости от материала, из которого изготовлены чувствительные элементы, ТС делятся на металлические и полупроводниковые. Для измерений в области температур умеренного холода применяются почти исключительно металлические ТС.

Металлические ТС изготавливаются из платины (ТСП) и меди (ТСМ).

Функция преобразования для платиновых ТС имеет в области умеренных температур вид

R_t = R_o(1+At+Bt²),

где R_t - сопротивление при температуре t А = 3,968´10^{-3 0}С^-1; В = -5,847´10^{-7 0}С^-2; R_o - сопротивление ТС при 0⁰С.

Функция преобразования для медных ТС принимается линейной в виде

R_t = R_o(1+a_t),

где a - температурный коэффициент меди, равный 4,26´10^{-3 0}С^-1. Конструктивно ТС представляют собой обмотку из проволоки диаметром 0,05-0,1 мм, нанесённую на изолирующий каркас и помещённый в защитный кожух. Обмотку обычно выполняют бифилярно (петлевым способом), что уменьшает внешние наводки.

Способы измерения температуры с помощью ТС.

1 - способ амперметра и вольтметра;

2 - способ неуравновешенного моста;

3 - способ уравновешенного моста.

Жидкостные термометры расширения могут иметь погрешности по следующим причинам:

- в зависимости от расположения горизонтального или вертикального;

- влияние внешнего и внутреннего давлений;

- глубины погружения;

- возникающие при длительной эксплуатации.

Методические погрешности измерения температуры, зависящие от расположения термопреобразователя.

1). Измеряется температура t рабочего тела Т_л. Чувствительный элемент полностью погружен в рабочее тело. Его связи с внешней средой отсутствуют или возможно пренебречь тепловым потоком между ним и внешней средой. Это идеальный случай, когда температура термометра равна температуре рабочего тела.

2). Через связь с другими элементами измерительной схемы к чувствительному элементу проникает посторонний тепловой поток. Для уменьшения погрешности следует уменьшить посторонний тепловой поток и развивать чувствительный элемент, увеличивая его поверхность и коэффициент теплопередачи.

3). Чувствительный элемент устанавливается в дополнительный чехол или гильзу. Этот способ может привести к значительной погрешности, т.к. возможно резкое уменьшение теплообмена между контролируемой средой и чувствительным элементом.

4). Чувствительный элемент не полностью погружен в контролируемую среду. В этом случае погрешность возникает в результате того, что измеряемую температуру воспринимает лишь часть чувствительного элемента. Уменьшить погрешность можно, термоизолировав выступающую часть чувствительного элемента.

5). Измеряется температура поверхности твёрдого тела. В этом случае погрешность может быть уменьшена увеличением площади контакта между чувствительным элементом и контролируемой средой, улучшением качества контактирующих поверхностей и изоляцией свободной поверхности чувствительного элемента от окружающей среды.

Дата добавления: 2015-04-30