Таблица 1 – условные обозначения нсх и технические характеристики тпс

Таблица 1 – Условные обозначения НСХ и технические характеристики ТПС

Тип

ТПС

Номинальное

Сопротивление R_0Нпри 0 ⁰С, Ом

Условные обозначения НСХ ТПС

Диапазон измряемых температур, ⁰С

ТСП

1П (Pt1)

10П (Pt10)

50П (Pt50)

100П (Pt100)

500П  (Pt500)

–260 ÷ +850

 

ТСМ

10М (Cu10)

50М (Cu50)

100М (Cu100)

–200 ÷ +200

ТСН

100Н (Ni100)

–60 ÷ +180

Для технических ТПС допускаемые отклонения (погрешности) сопротивления чувствительного элемента при 0 0С (R0) и отношения R100/R0, соответствуют значениям, приведенным в таблице 2.

 

Таблица 2 – Допускаемые отклонения (погрешности) технических ТПС

 

Тип ТПС

Допускаемые отклонения ∆ R_0Д, для классов допуска, %

 

(R₁₀₀/R₀)_Н

Допускаемые отклонения

∆ (R₁₀₀ / R₀)_Д,

для классов допуска

А

В

С

–

А

В

С

ТСП

0,005

0,1

0,2

1,385

1,391

-0,0005

-0,0004

-0,001

-0,001

-0,0015

-0,0015

ТСМ

0,05

0,1

0,2

1,426

1,428

-0,0005

-0,0005

-0,001

-0,001

-0,002

-0,002

ТСН

–

–

0,24

1,617

–

–

-0,004

Примечание: Плюсовое допускаемое отклонение R₁₀₀/R₀ не нормируется.

 

 

 УСТРОЙСТВО ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Одна из конструкций ТПС представлена на рис. 3. Основным узлом ТПС является чувствительный элемент 1, который для защиты от агрессивного воздействия измеряемой среды, обеспечения механической прочности и удобства монтажа помещен в металлический чехол 3.

Рис. 3. Конструкция термопреобразователя сопротивления

 

Свободное пространство между чувствительным элементом и защитным чехлом заполнено порошком окиси алюминия 2 для улучшения теплопередачи. Головка ТПС состоит из корпуса, в котором находятся контактные клеммы 4, штуцера под кабель 6, крышки 5 и прокладки 7.

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЕРКИ ТПС

Поверочная установка представлена на рис. 4. Для поверки технических ТПС R_ТС используется эталонный калибратор Метран 510-ПКМ; эталонная катушка сопротивления R_Э = 100 Ом, термостат Термотест-100. В качестве источника регулируемого напряжения (ИРН) можно также использовать Метран 510-ПКМ, установив соответствующий режим работы.

Рис. 4. Схема установки для поверки технических ТПС.

1 - двухполюсный переключатель; 2 - кнопка включения режима ус­тановки температуры; 3 - кнопка увеличения значения температуры; 4 - кнопка уменьшения значения температуры; 5 – кнопка включения термостата;

6 – индикатор включения нагревателя; 7 – индикатор вывода текущей температуры; 8 – индикатор режима установки температуры.

 

Двухполюсный переключатель 1 предназначен для поочередного подключения R_Э и R_ТСк эталонному прибору, а миллиамперметр – для измерения силы тока в цепи ТПС.

Поверка технических ТПС сводится к оценке сопротивления чувствительного элемента в 2-х точках температурной шкалы при 0 ⁰С и 100 ⁰С. Измерение сопротивления термопреобразователя производится косвенным методом. С помощью калибратора Метран 510-ПКМ измеряется падение напряжения на эталонной катушке сопротивления и падение напряжения на ТПС, а затем по формуле (1) рассчитывается значение сопротивления ТПС.

Для определения сопротивления ТПС при 0 ⁰С на термостате задается значение 0 ⁰С, для этого переключатель 5 приводится в положение «Включено», после чего на экране термостата появится текущее значение температуры, для установки 0 ⁰С следует нажать кнопку 2, после чего загорится индикатор установки температуры 8 и на экране отобразится установленное ранее значение. Кнопками 3 и 4 устанавливается значение 0 ⁰С, при этом зажатие кнопки увеличивает шаг изменения значения температуры. После задания следует снова нажать кнопку 2. Термостат начнет выход на заданное значение температуры, при этом на табло будет отображаться текущее значение температуры.

Для определения сопротивления ТПС при температуре 100 ⁰С необходимо выполнить аналогичные операции по установке температуры в термостате.

 

 

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

 

Поверка ТПС производится по ГОСТ 8.461 – 82. Для поверки ТПС необходимо определить сопротивление его чувствительного элемента при температуре 0 ⁰С и 100 ⁰С, (R₀ и R₁₀₀), вычислить отношение R₁₀₀/R₀и сравнить полученные значения R₀ и R₁₀₀/R₀ с допускаемыми значениями этих величин (табл. 1, 2).

При измерении сопротивления в нулевой точке ТПС помещается в термостат, на котором задается значение 0 ⁰С. ТПС выдерживается в термостате не менее 30 минут.

Собирается электрическая схема, представленная на рис. 4, для чего подсоединяются к соответствующим клеммам на установке два калибратора типа Метран 510-ПКМ и поверяемый ТПС (рис. 5, 6).

 

 

Рис 5. Схема подключения калибратора Метран 510-ПКМ при измерении напряжения

 

 

Рис 6. Схема подключения калибратора Метран 510-ПКМ при генерации напряжения (ИРН)

 

Калибраторы настраиваются соответственно на режим измерения напряжения и режим источника регулируемого напряжения (ИРН). Для включения режима измерения напряжения следует нажать на клавишу включения прибора и продержать не менее одной секунды.

С помощью клавиш «Вверх» и «Вниз» выбирается режим «Измерение», активная строка при этом помечается тёмным треугольным маркером, для выбора режима следует нажать клавишу «Ввод». В следующем меню выбирается пункт «Напряжение». Прибор начнет самокалибровку, которая занимает несколько секунд, после чего на экране отображается диапазон измерений, который выбирается автоматически, и текущее значение напряжения. Для второго прибора выбираются пункты «Генерация» и «Напряжение», в следующем меню «Постоянное», далее с цифровой клавиатуры прибора задается значение напряжения, при этом кнопками «Влево» и «Вправо» можно перемещать курсор в виде подчеркивания, который указывает цифру, которая задается, по окончании набора следует нажать клавишу «Ввод». От источника питания ИРН подается такое напряже­ние, чтобы ток в цепи при поверке ТПС был менее 0,5 мА, для исключения погрешности от самонагрева ТПС.

Переключатель 1 ставится в положение, соответствующее измерению падения напряжения на эталонном сопротивлении R_Э. Калибратором Метран 510-ПКМ измеряется значение падения напряжения на эталонной катушке U_Э. Результат измерения заносится в протокол, форма которого представлена в приложении 1.

Переключатель 1 переводится в положение, соответствующее измерению падения напряжений на ТПС R_ТС. Не изменяя значения напряжения питания, измеряется значение падения напряжения U_Т на ТПС. Измерение должно проводиться 4 раза при поочередном подключении R_Э и R_ТС.

     Вычисляется значение сопротивления термопреобразователя R_ТС по формуле:

R_ТС =  × R_Э,                                         (1)

где U_ТСР и U_ЭСР – среднее арифметическое значение падения напряжения на ТПС и эталонной катушке сопротивления.

При измерении сопротивления ТПС при температу­ре 100 ⁰С, т.е. R₁₀₀, на термостате задается значение температуры 100 ⁰С. ТПС выдерживается до установления стационарного режима в течение 30 ми­нут.

Проводится поочередно по 4 замера падения напряжения на эталонной катушке сопротивления U_Э и ТПС U_ТС. Результаты замеров заносятся в протокол. Подсчитывается среднее значение R₁₀₀, вычисляется отношение R₁₀₀/R₀. Значение сопротивления ТПС R_ТС при температуре 100 ⁰С определяется по формуле 1.

Полученные абсолютные погрешности ∆R₀ и ∆ (R₁₀₀ / R₀) сравниваются с допускаемыми погрешностями этих величин для класса допуска указанного в паспорте ТПС. Термопреобразователь сопротивления считается годным к практическому применению, если полученные значения ∆ R₀ и ∆ (R₁₀₀ / R₀) меньше допускаемых значений, указанных в таблице 2.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие разделы:

1. Назначение, устройство и принцип действия ТПС.

2. Описание установки для поверки ТПС.

3. Поверка ТПС, обработка результатов измерений и протокол поверки.

4. Ответы на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Для чего предназначены технические ТПС?

2. Какие металлы используются для изготовления технических ТПС?

3. Какие пределы измерения имеют ТПС?

4. Какие измерительные приборы применяются для измерения температуры в комплекте с ТПС?

5. Почему величина тока в цепи ТПС должна быть менее 0,5 мА?

6. В чем заключается поверка технических ТПС?

7. Почему для поверки ТПС взяты температуры 0 ⁰С и 100 ⁰С?

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Протокол

поверки технического ТПС типа ________класса допуска ___НСХ_____ .

Эталонный калибратор ____________________________№ _________,

катушка сопротивления R₀ = 100 Ом.

Показания

эталонного прибора

Ед.

изм

Поверяемые точки

0 ^ОС

100 ^ОС

На эталонной катушке, U_Э

мВ

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее, U_ЭСР

мВ

 

 

На ТПС, U_Т

мВ

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее, U_ТСР

мВ

 

 

R_ТС =  × R_Э

Ом

 

R₀ =

 

R₁₀₀ =

R₁₀₀ / R₀

 

Номинальное значение R_0Н

Ом

R_0Н =

Номинальное значение R₁₀₀ / R₀

–

(R₁₀₀ / R₀)_Н =

Абсолютная погрешность R₀ и R₁₀₀ / R₀

Ом

∆ R₀ = R₀ – R_0Н =

–

∆ (R₁₀₀ / R₀) = R₁₀₀ / R₀ – (R₁₀₀ / R₀) _Н =

Допускаемые погрешности по классу допуска

Ом

∆ R_0Д =

–

∆ (R₁₀₀ / R₀)_Д =

 

Вывод: ТПС (не) годен по классу допуска ________ .

 

Муза Михайловна Григорьева

 

Поверка технических термопреобразователей сопротивления.

Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технические измерения и приборы» для студентов направления 140100 – Теплоэнергетика и теплотехника Энергетического института.

 

 

    Подписано к печати_____________.

    Формат 60х84/16. Бумага офсетная.

    Печать RISO. Усл. печ. л. 0.75. Уч.-изд. л. 0.7.

    Тираж______экз. Заказ_______. Цена свободная.

Издательство ТПУ. 634050, Томск, пр. Ленина 30.