Методы и средства контактных электроизмерений температуры (стр. 5 из 8)
Таблица 7
| Обозначение градуировки | Диапазон температур, °С | Наибольшее допустимое отклонение термо- э. д. с., мВ |
| ПП-1 | От —20 до +300 | 0,01 |
| От +300 до +1600 | 0,01 +2,5∙10-5(Θ – 300) | |
| ПР-30/6 | От +300 до +1800 | 0,01 +3,3∙10-6(Θ - 300) |
| ХА | От —50 до +300 | 0,16 |
| От +300 до +1300 | 0,16+2,0. 10-4(Θ -300) | |
| ХК | От —50 до +300 | 0,20 |
| От +300 до +800 | 0,20+6,0∙10-4(Θ-300) |
Конструкция термопары промышленного типа показана на рис. 11. Это термопара с термоэлектродами из неблагородных металлов, расположенными в составной защитной трубе с подвижным фланцем для ее крепления. Рабочий спай 1 термопары изолирован от трубы фарфоровым наконечником 2. Термоэлектроды изолированы бусами 4. Защитная труба состоит из рабочего 3 и нерабочего 6 участков. Передвижной фланец 5 крепится к трубе винтом. Головка термопары имеет литой корпус 7 с крышкой 11, закрепленной винтами 10; В головке укреплены фарфоровые колодки 8 (винтами 15) с «плавающими» (незакрепленными) зажимами 12, которые позволяют термоэлектродам удлиняться под воздействием температуры без возникновения механических напряжений, ведущих к быстрому разрушению термоэлектродов. Термоэлектроды крепятся к этим зажимам винтами 13, а соединительные провода — винтами 14. Эти провода проходят через штуцер 9 с асбестовым уплотнением.
Основным вопросом при конструировании термопар промышленного типа является выбор материала защитной трубы (арматуры) и изоляции. Защитная арматура термопары должна оградить ее от воздействия горячих, химически агрессивных газов, быстро разрушающих термопару. Поэтому арматура должна быть газонепроницаемой, хорошо проводящей тепло, механически стойкой и жароупорной. Кроме того, при нагревании она не должна выделять газов или паров, вредных для термоэлектродов.При температурах, не превышающих 600° С, обычно применяют стальные трубы без шва, при . Рис. 11 более высоких температурах . (до 1100° С)— защитные трубы из легированных сталей. Для уменьшения стоимости защитных труб их часто выполняют составными (сварными) из двух частей: рабочего участка трубы из нержавеющей стали и нерабочего из обычной стали.
Для термопар из благородных металлов часто применяют неметаллические трубы (кварцевые, фарфоровые и т. д.), однако такие трубы механически непрочны и дороги. Фарфоровые трубы надлежащего состава можно использовать при температурах до 1300— 1400°С.
Применяя защитные трубы из карбида кремния и графита, необходимо учитывать, что при нагревании они выделяют восстанавливающие газы; поэтому помещаемые в них термопары (особенно термопары на платиновой основе) должны быть защищены дополнительно газонепроницаемым чехлом.
В качестве изоляции термоэлектродов друг от друга применяют асбест до 300° С, кварцевые трубки или бусы до 1000° С, фарфоровые трубки или бусы до 1300—1400° С. Для лабораторных термопар, используемых при измерении низких температур, применяют также теплостойкую резину до 150° С, шелк до 100—120° С, эмаль до 150—200 °С.
Промышленные проволочные терморезисторы (термометры сопротивления) выпускаются в России двух типов — платиновые (ТСП) и медные (ТСМ). Характеристики их точности приведены в табл. 8.
Таблица 8
| Тип | Диапазон температур. °С | Класс ТОЧПОС1И | Формула для подсчета погрешности (в Кельвинах) |
| ТСП | От —200 до 0 От 0 до +650 | I | + (0,15+3,0∙103 |Θ|) ± (0,15+4,5∙103 Θ) |
| От —200 до 0 От 0 до +650 | II | ± (0,30 + 4,5∙10-3 |Θ|) | |
| ТСМ | От —50 до +180 | II | ± (0,30+3,5∙10-3|Θ|) |
| III | ± (0,30 + 6,0∙10-3 |Θ|) |
Конструктивно промышленные термометры сопротивления выполняются в виде чувствительных элементов, помещаемых в защитные корпуса. Чувствительный элемент для термометров ТСП представляет собой бифилярную платиновую спираль, укрепленную на слюдяном каркасе или в капиллярных керамических трубках, заполненных дополнительно керамическим порошком. Выводы для такого элемента обычно выполняются из серебряной проволоки или ленты. Для термометров ТСМ чувствительный элемент изготавливается в виде бифилярной или однопроводной катушки, намотанной бескаркасно или на пластмассовом каркасе.
Чувствительные элементы термометров, как правило, помещаются в тонкостенные металлические гильзы и герметизируются. Защитные корпуса термометров сопротивления обычно выполняются такими же, как и для термопар (см. рис. 14-17), — в виде защитной трубы с резьбовым штуцером и головкой, к зажимам которой терморезистор может быть присоединен двумя, тремя или че
тырьмя выводами для того, чтобы можно было осуществить его включение в цепь двух-, трех- или четырехпроводной линией. Платиновые термометры могут в одном корпусе содержать два терморезистора, выходные величины которых используются в различных целях. Для специальных применений выпускаются также малогабаритные термометры сопротивления.
По величине сопротивления при О°С (R0) промышленные платиновые термометры изготавливаются трех типов: с R0 = 10 Ом (обозначение градуировки — гр. 20), с R0 = 46 Ом (гр. 21) и с R0 = 100 Ом (гр. 22). Первые предназначены для измерения температур от 0 до + 650 °С, термометры же градуировок гр. 21 и гр. 22 применяются для измерения температур от — 200 до + 500 °С. Медные термометры выпускаются с R0 = 53 Ом (гр. 23) и с R0 = 100 Ом (гр. 24) и применяются для измерения температур от — 50 до + 180 °С. Градуировочные характеристики термометров приведены в табл. 9. В этой таблице указаны значения температуры Θ в градусах Цельсия и сопротивления термометров различных градуировок в омах. Для термометров градуировки гр. 20 сопротивления при всех температурах в 10 раз меньше, чем для термометров градуировки гр. 22.