ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Платиновые ТС из "Температурные измерения " Простые схемные решения позволяют получить широко растянутый малый диапазон изJ epeния на любом уровне. Благодаря высоким метрологическим качествам платиновые ТС используются для воспроизведения МПТШ-68 в диапазоне температур от 13,81 до 903,89 К. Полупроводниковые и электролитные ТС обладают экстремальны.ми характеристиками, поддающимися конструктивной вариации в широких пределах. Поэтому они, наряду с металлическими термометрами, эффективно используются в системах измерения, контроля и автоматизации в промышленных технологических комплексах. [c.133] ТС состоит из чувствительного элемента соответствующей конструкции, защитной арматуры и соединительных проводов (рис. 7.2). Изменение сопротивления чувствительного элемента в виде падения напряжения или тока, передаваемых электрической линией связи непосредственно или при помощи ИПТ, фиксируется показывающим прибором или регулятором. Способ включения ТС определяется схемой вторичного прибора и диапазоном измеряемой температуры. [c.133] Для измерения низких температур платиновыми ТС с соблюдением требований метрологической культуры целесообразно пользоваться зависимостью Т = / ( Г) в виде стандартной таблицы. [c.133] При измерении низких температур сопротивление ТС уменьшается и остаточное сопротивление составляет уже несущественную часть всего сопротивления цепи. При этом наблюдается значительный разброс номинальных статических характеристик ТС, обусловленный степенью чистоты применяемой платиновой проволоки, способом ее получения, видом термической обработки, конструкцией преобразователя и т.п. Это усложняет применение платиновых ТС в низкотемпературной термометрии, так как возникает необходимость индивидуальной номинальной статической характеристики ТС и вторичных приборов, работающих в комплекте с ними. [c.133] В зависимости от условий применения, требований, предъявляе-,мы.х к точности измерения, промышленностью выпускаются платиновые ТС различных конструкций. Такое разнообразие конструкций объясняется тем, что все требования, предъявляемые различными объектами измерения, не могут быть обеспечены одной и той же конструкцией. [c.134] Конструкции чувствительных элементов. Для измерения температур до 630,74 С применяются ТС, чувствительные элементы которых изготовляются из платиновой проволоки диаметром от 0,05 до 0,2 мм, свободной от натяжений, бифилярно намотанной на каркас для устранения влияния магнитных помех. В качестве изоляционного каркаса применяются слюдяные пластины, керамические стержни крестообразной формы сечения из кварца или окиси алюминия с канавками, в которых размещаются спирали. Слюда в естественном состоянии содержит связанную воду и адсорбированные газы. В процессе измерения выделяющиеся газы и водяные пары могут захватываться проволокой чувствительного элемента с одновременным изменением сопротивления. Во избежание этого слюдяные каркасы следует перед навивкой прокалить в вакууме. В общем, слюду не реко.чендуется применять при температурах выще 450 °С. Кварц, алунд и фарфор лучше сохраняют изоляционные показатели. При 630 °С ток, протекающий по изолятору каркаса, обусловливает погрешность порядка 10 К. При дальнейшем повышении температуры погрешность, вызванная потерями изоляционных характеристик каркаса, быстро растет и в значительной мере зависит от технологии изготовления каркаса. [c.134] Для измерения низких и средних температур каркасы чувствительных элементов изготовляются из стекла с близким к платине коэффициентом расширения. Для измерения температур в диапазоне от 630 до 100°С применяется платиновая проволока диаметром от 0,3 до 0,6 мм, так как проволока меньших диаметров подвергается большому влиянию посторонних газов и паров. При этом для каркаса используется керамика из синтетического сапфира. Для измерений умеренных температур применяются различные конструкции чувствительных элементов из платиновой проволоки, покрытой изоляционным лаком. [c.135] Для защиты платиновой спирали от взаимодействия с выделениями каркаса и других конструктивных элементов при.меняются ингибиторные засыпки из боратов и галогенидов щелочноземельных металлов. [c.135] Чувствительные элементы промышленных ТС. Для широкого диапазона выпускаемых промышленностью ТС существует сравнительно узкая номенклатура чувствительных элементов, которые в поисковых исследованиях н начальных технологических разработках могут применяться самостоятельно. Основные их технические характеристики приведены в табл. 7.1, а допустимые в соответствии с ГОСТ 6651—78 отклонения электрических сопротивлений ТС от номинальных значений — в табл. 7.2. [c.135] При изготовлении чувствительных элементов технических платиновых ТС допустимое отклонение номинального значения при 0 С должно соответствовать I—111 классам, медных — II и III классам. [c.135] Время работы, после которого чувствительный элемент может быть переведен в другой класс, указывается в паспорте во время его поверки. В зависимости от класса прибора отношение сопротивления чувствительного элемента при 00 °С к сопротивлению при 0 С (W]oo) нормировано ГОСТ 6651—78 и должно соответствовать значениям, приведенным в табл. 7.3.В промышленном производстве чувствительных элементов технических платиновых ТС W loo должно соответствовать 1—III классам, медных — Ии 111 классам. [c.136] Концы измерительной спирали в образцовых ТС соединяются сваркой с U-образными короткими проводами из платины большего диаметра, к которым привариваются соединительные провода, идущие к головке. Материал соединительных проводов выбирается в зависимости от уровня измеряемой температуры и других условий эксплуатации, для которых приборы предназначены. При низких температурах до 300 °С и умеренной вибрации используются медные проводники, при умеренных температурах до 500 С — серебряные, при температурах, превышающих 500 °С, по мере ее роста,— золотые, палладиевые и платиновые проводники. В случае повышенной вибрации рекомендуются более жесткие сплавные провода, например платино-родиевые. [c.136] Сопротивление двух соедвн1 тельных проводов чувствительного элемента при 0 °С не должно превышать 0,1 % его номинального сопротивления. Для изоляции соединительных проводов применяются слюдяные или керамические шайбы с отверстиями, а также трубочки из фарфора, кварца или стекла. Для высокотемпературных ТС используется изоляционный материал из сапфира в виде шайб и бус или другой керамики. Основные параметры технических платиновых ТС по ГОСТ 6651—78 приведены в табл. 7.4. [c.136] После изготовления чувствительный элемент стабилизируется нагреванием до температуры, на 5 % превышающей верхний предел применения (отсчет в градусах Цельсия), но не нюж 450 °С. [c.137] Критерием эффективности отжига и полученной стабильности характеристики ТС является постоянство его сопротивления в реперной точке, в качестве которой обычно используется тройная точка воды. [c.137] Согласно рекомендации. ЧПТШ-68 для серийных высокоте.мператур-ных ТС повышенной точности относительное изменение сопротивления в тройной точке воды не должно превышать 4 10 R, что эквивалентно 1 мК. [c.137] На стабильность показаний ТС заметно влияет скорость охлаждения. Вакансии, образованные при высокой температуре, при быстром охлаждении замораживаются. Относительное изменение сопротивления ТС из-за быстрого охлаждения достигает 2 10 R, что соответствует 0,05 К. [c.137] Вернуться к основной статье