Описание конструкции основных технических и метрологических ПИП асут-1000 м – температуры

В данной системе АСУТ-1000М для измерения температуры используются такие первичные измерительные преобразователи температуры: термопреобразователи сопротивления платиновые (ТСП), термопреобразователи сопротивления медные (ТСМ) и термопары хромель-копель (ТХК).

Принцип действия термометров сопротивления основан на способности различных материалов (в первую очередь металлов) изменять электрическое сопротивление с изменением температуры. Параметр, характеризующий изменение электрического сопротивления с изменением температуры называют температурным коэффициентом электрического сопротивления. Он может быть определен соотношением

,

где R_t и R ₀ - сопротивление при температуре t и 0 ⁰С.

Термометры сопротивления изготовляют, как правило, из чистых металлов. При этом к металлам предъявляются следующие основные требования: стабильность градуировочной характеристики и ее воспроизводимость, отсутствие гистерезиса, близкая к прямой характеристика. Наиболее полно указанным требованиям отвечают платина, медь, никель, железо, вольфрам.

Наиболее широко для изготовления термометров применяются медь и платина.

Медь является наиболее дешевым материалом. Ее характеристика практически линейна:

,

где R ₀ и R _t - сопротивления при температуре 0 и t ⁰С. Температурный коэффициент a = 4,28×10^-3 К^-1.

Медь окисляется, поэтому она используется для измерения температуры до 200 ⁰С.

Платина наиболее полно отвечает требованиям, указанным выше, хотя имеет нелинейную зависимость от температуры. Для интервала температур от 0 до 630 ⁰С зависимость имеет вид:

,

а в интервале температур от -183 до 0 ⁰С:

.

Термометры сопротивления с чувствительным элементом из меди имеют номинальное сопротивление при 0 ⁰С: 10, 50, 100 Ом. Им присвоены условные обозначения номинальных статических характеристик: 10М; 50М и 100М. Номинальные статические характеристики преобразования медных термометров приведены в таблицах 2 и 4 приложения.

Они выпускаются II и III классов. Для термометров II класса основная погрешность составляет 0,3 или 0,5 ⁰С, а для III класса - 1 или 2 ⁰С. Интервал измеряемых температур -200…+200 ⁰С.

Платиновые термометры имеют следующие сопротивления при 0 ⁰С: 1; 5; 10; 50; 100; 500 Ом. Номинальные статические характеристики преобразования платиновых термометров приведены в таблицах 3 и 4 приложения. Они имеют соответственно следующие обозначения: 1П; 5П; 10П; 50П; 100П; 500П.

Они выпускаются I и II классов. Диапазон измерения может быть достаточно широк: -260…+1100 ⁰С.

В эксплуатации пока находятся термометры с другими значениями номинального сопротивления при 0 ⁰С. Платиновые 10 Ом - градуировка 20; 46 ОМ - градуировка 21; 100 ОМ - градуировка 22. Медные: 53 Ом - градуировка 23; 100 Ом - градуировка 24.

1 – чувствительный элемент;

2 – защитная арматура; 3 – каркас

Рисунок 1 – Упрощенная схема термометра сопротивления

1 – чувствительный элемент; 2 – корпус; 3 – бусы;

4 – уплотнение; 5 – клеммы; 6 – штуцер

Рисунок 2 - Термометр сопротивления

Градуировка	R0, Ом	Обозначение ТС	Материал ЧЭ	Диапазон измерения
1П		ТСП	Платина	-260ºС… +1100ºС
5П
10П
50П
100П
500П
Гр 20
Гр 21
Гр 22
10М		ТСМ	Медь	-200ºС…+200ºС
50М
100М
Гр 23
Гр 24

Термоэлектрический термометр состоит из термоэлектрического преобразователя, электроизмерительного прибора и соединительных проводов. Термоэлектрический термометр служит для выработки сигнала температурной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Рисунок 3- Схема термоэлектрического термометра

Термоэлектрический метод измерения температур основан на строгой зависимости термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) термоэлектрического термометра от температуры.

Термоэлектрические термометры широко применяются для измерения температуры до 2500 ⁰С в различных областях техники и в научных исследованиях. Они могут использоваться для измерения температуры от
–200 ⁰С, но в областях низких температур термоэлектрические термометры получили меньшее распространение, чем термометры сопротивления. В области высоких температур (выше 1300…1600 ⁰С) термоэлектрические термометры находят применение главным образом для кратковременных измерений; для длительного же измерения высоких температур они применяются только в особых случаях.

Следует иметь в виду, что с ростом температуры возрастает влияние агрессивных свойств среды и продолжительность работы термоэлектрических термометров снижается.

К числу достоинств термоэлектрических термометров следует отнести:

- достаточно высокую степень точности;

- возможность централизации контроля температуры путем присоединения нескольких термоэлектрических термометров через переключатель к одному измерительному прибору;

- возможность автоматической записи измеряемой температуры с помощью самопишущего прибора;

- возможность раздельной градуировки измерительного прибора и термоэлектрического термометра.

Типы термоэлектрических преобразователей

N N П/п	Материал термоэлектродов	Обозначение	Градуировка	Пределы, 0С	ТЭДС на 100 0С, мВ
Нижний	Верхний
	Платина-платинародий	ТПП	ПП-1	-20		1,04
	Хромель-алюмель	ТХА	ХА	-200		4,03
	Хромель-копель	ТХК	ХК	-200		6,9
	Вольфрам-тантал	ТВТ	ВТ			-
	Вольфрам-рений	ТВР	ВР			До 30

Состав сплавов термоэлектродов термоэлектрических преобразователей:

1. Платинородий - 90 % Ht + 10 % Rh;

2. Хромель - 89 % Ni + 9,8 % Al + 10 % Fe + 0,2 % Mn;

3. Алюмель - 94 % Ni + 2 % Al + 2,5 % Mn + 1 % Si + 0,5 % пр.;

4. Копель - 55 % Cu + 45 % Ni.

ВЫВОД

Во время выполнения практической работы были закреплены знания по назначению, расположению и конструктивному устройству ПИП ИК АСУТ-1000М и выработаны навыки и умение при эксплуатации и калибровке ИК системы АСУТ-1000М на АЭС.

Можно сделать вывод, что в данной системе АСУТ-1000М больше измерительных каналов используются с ПИП температуры типа ТХК.