Датчики измеряемых параметров

Все системы управления требуют оперативную информацию о регулируемом процессе – о температуре, давлении, концентрации компонентов,их массе, текущем расходе и т.д.

Данная информация должна непрерывно вводиться в системы управления и оперативно перерабатываться в управляющие сигналы.

Для решения данной задачи все системы управления оснащаются датчиками по измерению, преобразованию и перердаче сигналов в управляющую систему в виде понятных ей сигналов.

 

Измерение температуры

- самые простейшие, известные всем градусники – ртутные, спиртовые и др., основанные на использовании расширения некоторых веществ под воздействием изменения температуры

 

- термометры сопротивления – основанные на изменении сопротивления датчика при изменении температуры. Наиболее распространены медные, платиновые и др. термометры.

Например, платиновый термометр представляет собой герметическую трубку, в которой находятся витки платиновой проволоки, с сопротивлением при 0⁰С – 100 ом. Данные витки, выполненные в виде разных конструкций, через провода подключаются к автоматическим приборам, непрерывно измеряющим сопротивление датчика. При изменении температуры, например, на 100⁰С, сопротивление витков платины изменяется и стрелка измеряющего прибора отклоняется на величину изменения сопротивления датчика. Так осуществляется калибровка приборов. На их шкале наносится не величина измеренного сопротивления, а температура 100⁰С. Изменение температуры преобразовано в электрический сигнал, передаваемый по проводам на пульт управления.

Аналогично работают другие, например, медные термометры сопротивления.

Их отличие заключается только в интервалах измеряемых температур.

 

Манометрические термометры – используют эффект расширения газов под воздействием температуры. Газ заполняет герметичный патрон, соединенный капиллярной трубкой со вторичным прибором, измеряющим изменение давления в патроне-датчике. Затем, данный сигнал с помощью различных методов преобразуется в электрический, который передается на пульт управления.

 

Термопары – наиболее распространенный датчик для измерения температуры. Основаны на эффекте возникновения электродвижущей силы (ЭДС) на конце двух электродов, имеющих общий спай. При изменении температуры, величина ЭДС изменяется и прибор, имеряющий ее,перемещает указательные стрелки по шкале, градуированной в градусах Цельсия. Например, хромель-алюмелевая термопара имеет ЭДС при 100,200 и 300⁰С, соответственно 4,1,8,13 и 12,21 мв. На шкале измеряющего прибора наносятся градусы.

Термопары бывают:

-хромель-алюмелевые (до 900⁰С);

-хромель-копелевые (до 600⁰С);

-платинородий-платиновые(до 1200⁰С);

- вольфрам-рениевые (до 1600⁰С);

-и другие для научных и специальных исследований.

Термопары широко используются в различных химико-технологических процессах, печах, реакторных блоках и теплообменной аппаратуре.