Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pomiary temperatury. Pomiar temperatury - miary Miara teoretyczna (termodynamiczna)Międzynarodowa Skala temp. (ITS-90) oznaczeniejednostkaTKoznaczeniejednostkat°C.

Коpie: 2
Pomiary temperatury. Pomiar temperatury - miary Miara teoretyczna (termodynamiczna)Międzynarodowa Skala temp. (ITS-90) oznaczeniejednostkaTKoznaczeniejednostkat°C.

Pomiary temperatury. Pomiar temperatury - miary Miara teoretyczna (termodynamiczna)Międzynarodowa Skala temp. (ITS-90) oznaczeniejednostkaTKoznaczeniejednostkat°C.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Pomiary temperatury. Pomiar temperatury - miary Miara teoretyczna (termodynamiczna)Międzynarodowa Skala temp. (ITS-90) oznaczeniejednostkaTKoznaczeniejednostkat°C."— Zapis prezentacji:

1 Pomiary temperatury

2 Pomiar temperatury - miary Miara teoretyczna (termodynamiczna)Międzynarodowa Skala temp. (ITS-90) oznaczeniejednostkaTKoznaczeniejednostkat°C t (°C) = T (K) - 273,15

3 ITS90 Zawiera: a) definicje punktów stałych a) definicje punktów stałych (17) b) zależności aproksymujące Zależności aproksymujące : - wielomianowa funkcja stosunku rezystancji czujnika w określonej temperaturze do rezystancji w temperaturze punktu potrójnego wody Punkty stałe: - punkty krzepniecia - punkt topnienia (galu) - potrójny punkt równowagi stanu

4 24,5561 K - punkt potrójny neonu Zakres temp: a) 0,65 K - 5,0 K d) powyżej 961,78 °C b) 3,0 K - 24,5561 K c) 13,8033 K - 961,78 °C 13,8033 K - punkt potrójny wodoru 961,78 °C - punkt krzepniecia srebra ITS90 Sposób pomiaru: Ciśnienie par helu Termometr radiacyjny Stosunek R(T)/R(0) Termometr gazowy

5 1) rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy lub gazów Zasady pomiaru temperatury 2) zmiana właściwości elektrycznych ciał3)pomiar energii promieniowania

6 jonowe, kontaktowe, ultradzwiękowe, piezoelektryczne,... Czujniki temperatury z wyjściem elektrycznym rezystancyjne, termoelektryczne

7 Rezystancyjne czujniki temperatury metalowepółprzewodnikowe termistorymonokryst. KTY PTCNTC RTDSPRT

8 Temometry rezystancyjne Zasada działania: Zmiana rezystancji w zależności od temperatury Podstawowa stała materiałowa: Współczynnik temperaturowy rezystancji rezystancji

9 Współczynnik temperaturowy rezystancji Współczynnik temperaturowy rezystancji Względny przyrost rezystancji przy zmianie temperatury o 1K (lub o 1 C) w zakresie 0 C do 100 C Europa =0,385 USA =0,392 Np. Dla platyny:

10 Dla temperatur w zakresie od 0 C do 100 C R t = R 0 (1 + t ) Dla wyższych wartości temperatur R t = R 0 (1 +At +Bt 2 ) R t = R 0 (1 + At +Bt 2 ) Dla temperatur ujemnych R t = R 0 [1 +Ct + D t 2 + E(t - 100) t 3 ] R t = R 0 [1 + Ct + D t 2 + E(t - 100) t 3 ] Analityczne wyrażenie rezystancji od temperatury

11 Właściwości termometrów metalowych Materiał : platyna (Pt100) Ni, (Cu) Zakres pomiarowy: platyna: (- 220 do 850) C nikiel : ( - 50 do 150) C uzwojenie zalane, uzwojenie zalane, uzwojenie swobodne uzwojenie swobodne Średnica drutu: (20 do 100) m (20 do 100) m Rezystancja nominalna: 100, (50 dla Cu) Materiał karkasu: szkło, ceramika Wykonanie:

12 Wymagania dotyczące termometrów rezystancyjnych 1) współczynik temperaturowy rezystancji wysoki i stały, 2) nominalna rezystancja (w temperaturze odniesienia) o wartości dogodnej do pomiarów, o wartości dogodnej do pomiarów, 3) prąd zasilania o małej wartości (samonagrzewanie), 4) mała rezystancja przewodów doprowadzających, 5) linearyzacja analogowa lub numeryczna.

13 Termometry rezystancyjne metalowe

14 Właściwości termometrów metalowych Materiał : platyna (Pt100) (Pt 1000) (Pt 1000) (Pt 500) (Pt 500) Ni, (Cu) Zakres pomiarowy: platyna: (- 220 do 850) C nikiel : ( - 50 do 150) C Niepewnośćczujnika związana z jego klasą wg IEC 751 PN-EN-60751

15 Układ mostkowy W warunkach równowagi R 0.R 2 = R 1. R 3 U wy = 0 Przy R 1 = R 2 = R 3 = R 0 i braku równowagi spowodowanym wystąpieniem różnicy R oraz zasilaniu napięciowym zasilaniu napięciowym Przy zasilaniu prądowym U z, I z U z, I z R3R3R3R3 R m =R 0 + R R2R2R2R2 R1R1R1R1 U wy

16 Wpływ rezystancji przewodów doprowadzajacych 1) dwuprzewodowe 2) trójprzewodowe 3) czteroprzewodowe Połączenie: W układach przemysłowych czujnik platynowy w połączeniu trójprzewodowym platynowy w połączeniu trójprzewodowym jast rozwiązaniem tradycyjnym, zastępowanym obecnie przez układ czteroprzewodowy współpracujący ze specjalizowanym przetwornikiem pomiarowym o wyjściu standardowym.

17 Przewodami 1, 4 płynie prąd ze źródła I konst Przewodami 2, 3 zbiera się spadek napiecia najdokładniejsze Połączenie czteroprzewodowe

18 Przetworniki programowalne Przetworniki głowicowe Termometry rezystancyjne metalowe

19 Głowice termometrów Termometry rezystancyjne metalowe

20 Przetwornik 3244MV z systemem komunikacyjnym fieldbus Przykład wykonania przetwornika temperatury Parametry: przedział niepewności ± 0,1 C przedział niepewności ± 0,1 C zasilanie dla RTD: 2-, 3- lub 4-przewodowe zasilanie dla RTD: 2-, 3- lub 4-przewodowe czujniki temperatury (RTD lub termoelement) czujniki temperatury (RTD lub termoelement) pomiar temperatur lub różnic temperatury pomiar temperatur lub różnic temperatury wyjście fieldbus, wyjście fieldbus, 2x PID 2x PID 18-bit A/D 18-bit A/D

21 NTC = - B/T 2 = - B/T 2 Współczynnik temperaturowy rezystancji termistorów Współczynnik temperaturowy rezystancji termistorów B - Stała materiałowa, 2000 do 4000 K R R 25 t 25

22 Właściwości termometrów półprzewodnikowych Material: spieki tlenków Ni, Mg, Ti, Cu, Fe Zakres (-80 do 250) C Wykonanie: czujniki powierzchniowe, czujniki powierzchniowe, sondy zanurzeniowe sondy zanurzeniowe Prąd pomiarowy 150 A Rezyst. w 25 C (0,1 do 200) k (0,1 do 200) k Materiał zabezp. szkło, ceramika termistory (NTC) Wartość rezystancji maleje ze wzrostem temperatury są 5 do 50 razy czulsze od termometrów metalowych

23 - rezystywność, =ok. 7 cm - rezystywność, =ok. 7 cm D - średnica styku Termometry KTY Styki poli -Si o średnicy ok. 20 m Izolacja SiO 2 ok. 0.5 mm Krzem Metalizacja strony spodniej Obszary domieszkowane typu n

24 Czujnik diodowy U IDID ΔU I D2 I D1

25 Charakterystyki termorezystorów KTY Pt

26 Termometria termoelektryczna Zasada działania: Powstawanie siły termoelektrycznej przy istnieniu gradientu temperatury wzdłuż przewodnika gradientu temperatury wzdłuż przewodnika U te = T złącze ciepłe złącze zimne Mat A Mat B Mat A

27 Właściwości termometrów termoelektrycznych Termopary szlachetne Typ i materiał: S: PtRh10 - Pt R: PtRh13 - Pt B: PtRh30 - Pt Zakresypomiarowe: S i R -50 C C dorywczo 1760 C STE -0, mV, B +100 C C dorywczo 1800 C STE do 13,8 mV Materiał WRe5- WRe26WRe5- WRe26 Termopara wysokotemperaturowa Zakres pomiarowy: (2700) C, STE 40,7 mV

28 Właściwości termometrów termoelektrycznych Materiał: T: + miedź (Cu) konstantan (Cu+Ni), J: + żelazo (Fe) konstantan (Cu+Ni), K: + chromel (Ni+Cr) alumel (Ni+Al) N: + (Ni + Cr + Si) (Ni+ Si) Zakresypomiarowe: T: (-270 do 400) C, J: (-210 do 12O0) C, K: (-270 do 1250) C, N: (-270 do 1300) C Wykonanie czujniki zanurzeniowe czujniki zanurzeniowe czujniki temperatury powierzchni czujniki temperatury powierzchni Średnica drutu: (0,4 do 4) mm (0,4 do 4) mm STE: (-6 do 20) mV, STE: (-8,1 do 69,5) mV, STE: (-6,5 do 50,6) mV, STE: (-4,3 do 47,5) mV

29 Wykonania termometrów termoelektrycznych Wykonania termometrów termoelektrycznych

30 Wykonania termometrów termoelektrycznych

31

32 t o Q wnik Q magaz Q wnik = S t ) dQ wnik = S( o – t )dt Q magaz =mc w ( t – o ) dQ magaz =mc w d dQ magaz =mc w d dQ magaz = dQ wnik mc w d t = S( o – t )dt mc w d t (t) S dt + t (t) = o (t) K(s) = 1 + sT 1 T = mc w S Dynamika termometrów

33 K 2 (s) = (1 + sT 1 ) (1 + sT 2 ) 1 K 3 (s) = (1 + sT 1 ) (1 + sT 2 ) 1+sT 3 Dynamika termometrów

34 t 3 2 1


Pobierz ppt "Pomiary temperatury. Pomiar temperatury - miary Miara teoretyczna (termodynamiczna)Międzynarodowa Skala temp. (ITS-90) oznaczeniejednostkaTKoznaczeniejednostkat°C."

Podobne prezentacje


Reklamy Google