Температурные датчики

Температурные датчики

Сибирский Государственный Аэрокосмический Университет

Факультет информатики и систем управления

Кафедра ИУС

Реферат

курса «Технические средства АСОИУ»

«Температурные датчики»

Выполнил: ст-т. гр. ИУ-92 Чугайнов Н.Г.

Проверил: ст. препод. Бочаров А.Н.

Красноярск 2003

ПЛАН

Введение…………………………………………………….….3
Температурные датчики, их виды…………………………….4

Термопреобразователи сопротивления………………………….4

Термоэлектрические преобразователи…………………………..6

Пирометры ..………………………………………………………8

Кварцевые термопреобразователи….…………………………..10

Шумовые датчики………………………………………………..10

ЯКР – датчики…………………………………………………….10

Дилатометрические преобразователи…………………………..11

Акустические датчики……………………………………………11
Список литературы……………………………………………13

Введение.

Автоматизация различных технологических процессов, эффективное управление различными агрегатами, машинами, механизмами требуют многочисленных измерений разнообразных физических величин. В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности: температура – 50%, расход
(массовый и объемный) – 15%, давление – 10%, уровень – 5%, количество
(масса, объем) – 5%, время – 4%, электрические и магнитные величины – менее
4%. Из этого распределения наглядно видно, что в современном промышленном производстве наиболее распространенными являются измерения температуры
(так, на атомной электростанции среднего размера имеется около 1500 точек, в которых производится такое измерение, а на крупном предприятии химической промышленности подобных точек присутствует свыше 20 тыс.). Широкий диапазон измеряемых температур, разнообразие условий использования средств измерений и требований к ним определяют, с одной стороны, многообразие применяемых средств измерения температуры, а с другой стороны, необходимость разработки новых типов первичных преобразователей и датчиков, удовлетворяющих возрастающим требованиям к точности, быстродействию, помехоустойчивости.
Впрочем, число видов температурных датчиков, существующих в наши дни, также достаточно велико; обо всех этих разновидностях и пойдет речь в данном реферате.

Температурные датчики, их виды.

В основе работы любых температурных датчиков, использующихся в системах автоматического управления, лежит принцип преобразования измеряемой температуры в электрическую величину. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений: электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью; электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот; они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

Термопреобразователи сопротивления.

Принцип действия термопреобразователей сопротивления (термо- резисторов) основан на изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников в зависимости от температуры. Материал, из которого изготавливается такой датчик, должен обладать высоким температурным коэффициентом сопротивления, по возможности линейной зависимостью сопротивления от температуры, хорошей воспроизводимостью свойств и инертностью к воздействиям окружающей среды. В наибольшей степени всем указанным свойствам удовлетворяет платина; в чуть меньшей – медь.

Платиновые терморезисторы предназначены для измерения температур в пределах от –260 до 1100 0С. В диапазоне температур от 0 до 650 0С их используют в качестве образцовых и эталонных средств измерений, причем нестабильность градуировочной характеристики таких преобразователей не превышает 0,001 0С.

Зависимость сопротивления платиновых терморезисторов от температуры определяется следующими формулами:

Rt = R0(1 + At + Bt2) при 0 < t < 650 0C;

Rt = R0[1 + At + Bt2 + Ct3(t – 100)] при –200 < t < 0 0C, где Rt – сопротивление терморезистора при температуре t, 0C; R0 – сопротивление при 0 0C; A = 3,96847*10 –3 (0C) –1; B = -5,847*10 -7(0C) –2;
С = -4.22*10 -12(0C) –4.

Платиновые терморезисторы обладают высокой стабильностью и воспроизводимостью харакетристик. Их недостатками являются высокая стоимость и нелинейность функции преобразования. Поэтому они используются для точных измерений температур в соответствующем диапазоне.

Широкое распространение на практике получили более дешевые медные терморезисторы, имеющие линейную зависимость сопротивления от температуры:

Rt = R0(1 + ?t) при -50 < t