Андреев Е.Б., Ключников А.И. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 3.11. Градуировочная

характеристика медного тер-

мометра сопротивления

Конструкция чувствительного элемента ТС. На рис. 3.12,

а показана конструкция термометра сопротивления (1 - головка,

2 - штуцерная гайка, 3 - арматура, 4 - чувствительный элемент).

Металлический термометр сопротивления имеет чувствитель-

ный элемент (рис. 3.12, б) в виде тонкой (диаметром

0,05 мм) проволоки 2, намотанной на слюдяную пластину 1 (или

пластмассовый цилиндр) и помещенной в защитный чехол 3.

Полупроводниковые терморезисторы (термисторы), по

сравнению с металлическими, обладают более высокой чувстви-

тельностью. Они имеют отрицательный температурный коэффи-

циент сопротивления. Полупроводниковые терморезисторы при

весьма малых размерах имеют высокие значения сопротивления

(до 1 МОм). Для измерения температуры наиболее распростра-

нены полупроводниковые терморезисторы типов КМТ (смесь

окислов кобальта и марганца) и ММТ (смесь окислов меди и

марганца).

Серьёзным недостатком термисторов, не позволяющим с дос-

таточной точностью нормировать их характеристики при серий-

ном производстве, является плохая воспроизводимость характе-

ристик (значительное отличие характеристик одного экземпляра

от другого).

Полупроводниковые датчики температуры обладают высокой

стабильностью характеристик во времени и применяются для

измерения температур в диапазоне от -100 до 200 °С.

Чаще всего в качестве полупроводника используются окислы

металлов: железа Fe, хрома Сг, марганца Мп, кобальта Со и ни-

келя Ni.

Сравнительные характеристики измерительных преобразова-

телей температуры приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Сравнительные характеристики измерительных преобразователей

температуры

Параметр

Термопары

Термометр

сопротивления

Термистор

Чувствительность

Стабильность во времени

(дрейф в год), %

Воспроизводимость харак-

теристик, °С

Диапазон температур, °С

Линейность, %

10...50 мВ/°С

0,5

-200.1600

0,1.10 Ом/°С

0,01

0,05

-150...850

0,1. .10 кОм/°С

0,5

-100...350

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТЕРМОМЕТРОВ

СОПРОТИВЛЕНИЯ

На рис. 3.14 показана схема включения термометра сопротив-

ления в несбалансированный мост.

Схема позволяет преобразовать величину сопротивления дат-

чика температуры в напряжение

Рис. 3.14. Схема включения термометров сопро-

тивления в несбалансированный мост

—

1786

Рис. 3.15. Двухпроводная схема включения термометра сопротивления:

г, - сопротивление линии связи; Ri - переменное, заранее отградуированное со-

противление

• Избыточного давления, давление измеряется в одной точке.

• Дифференциального давления, измеряется разность давле-

ний в двух точках системы.

По типу чувствительного элемента манометры подразделяют на

следующие:

• мембранные,

• сильфонные,

• манометры с трубчатой пружиной (манометры с трубкой

Бурдона).

4.2. МАНОМЕТРЫ С ТРУБЧАТОЙ ПРУЖИНОЙ

Рис. 4.1. Схема манометра с трубчатой пружиной

4.3. МЕМБРАННЫЕ МАНОМЕТРЫ

Под действием давления р (рис. 4.2.) металлическая мембрана

1 выгибается. Для малых перемещений (малых деформаций)

где k - коэффициент пропорциональности; R - радиус мембра-

ны; Е - модуль упругости мембраны; б - толщина мембраны; р -

давление.

Перемещение центра мембраны преобразуют в электрический

сигнал. Несколько способов преобразования приведены на

рис. 4.3. Погрешность минимальна при р » р

ср

. Перемещение

мембраны (стрелки):

Х = (р

ср

-р)/К,

где К - постоянный коэффициент.

Дифференциальный манометр с мембранным чувствительным

элементом приведен на рис. 4.4 и 4.5. Датчик имеет две полости

с давлением pi и р

. Под действием разности давлений /?, и р

мембрана прогибается и перемещает сердечник 4. При перемеще-

нии сердечника меняется напряжение на выходе ДТП.

Преимущества мембранных преобразователей:

• малая инерционность;

• конструктивная простота;

• малая себестоимость при производстве.

Недостатком мембранных преобразователей является то, что

они могут работать только при малых деформациях. При боль-

ших деформациях характеристика преобразователя становится

нелинейной.

Рис. 4.2. Схема мембранного манометра