Термопреобразователи сопротивления платиновые ТСП, медные ТСМ, никелевые ТСН.

Термопреобразователи или термометры сопротивления (ТС) – устройства, используемые для измерения температуры, принцип действия которых основан на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении их температуры. Зная зависимость сопротивления металла от температуры, можно судить о температуре среды, в которой находится термометр.

Устройство ТС

Промышленный ТС состоит из следующих частей: чувствительный элемент (датчик ТС), защитный кожух, клемная коробка (головка). Чувствительный элемент изготавливают путем намотки очень тонкой (0,05 или 0,063) платиновой, медной или никелевой проволоки бифилярным способом на каркас или без использования каркаса, также изготавливают, методом напыления метала на диэлектрическую подложку.

Рис.1

Данные промышленные термометры наиболее часто используются в схемах контроля и автоматическом регулировании различных температурных параметров промышленно-технологических процессов. Они более точные в сравнении с термопарами, но используются при более низких температурах, чем термопары.

Показания термометра сопротивления можно передавать на значительные расстояния, чаше всего используются обычные контрольные кабеля из меди и алюминия сечением от 1мм2, но так как эти кабеля имеют собственное сопротивление которое вносит погрешность именно поэтому для подключения термометров сопротивления к вторичным показывающим и другим приборам используют трехпроводные и четырехпроводные схемы подключения для компенсации сопротивления линии.

Рис.2

Рис 3.

Измерительный ток от вторичного прибора проходящий через термометр сопротивления должен быть таким, чтобы самонагрев ТС не приводил к выходу ТС за пределы допуска. Повышение сопротивления ТС, обусловленное самонагревом, не должно превышать 20% допуска. В цепях постоянного тока для ТС номинальным сопротивлением 100 Ом рекомендуется использовать ток 1 мА или менее.

Значение электрического сопротивления изоляции ТС при различных температурах должно быть не менее значений, указанных в таблице. Измерения при комнатных температурах должны быть проведены при напряжении постоянного тока 100 В, при повышенных температурах - от 10 до 50 В.

Электрическое сопротивление изоляции термометров сопротивления

Основными градуировками датчиков термосопротивления являются 50М, 50П, 100М, 100П, Pt100, 500М и 500П. Цифра в обозначении градуировки указывает на сопротивление датчика в омах при 0°С. Буква в обозначении указывает на материал проволоки чувствительного элемента (М – медь, П и Pt - платина). Датчики градуировки 100П и Pt100 несмотря на одинаковое сопротивления нуля и материал проволоки все же имеют разные характеристики. Это различие определяется коэффициентом W100. Платиновые датчики градуировки 100П отечественного производства чаще всего имеют коэффициент W100=1,3910 или W100=1,3850, медные датчики отечественного производства имеют W100=1,4280. Импортные платиновые и медные датчики термосопротивления имеют W100=1,3850 и W100=1,4260 соответственно. Коэффициент W100 показывает во сколько раз, изменится сопротивление нуля датчика термосопротивления при его нагревании с 0 до 100°С.

Таким образом, для прикидочных расчетов, можно принять, что на 1 Ом сопротивления датчиков градуировок 100П и Pt100 приходиться 2,5°С. Так при сопротивлении датчика 108 Ом измеряемая им температура равна 20°С. Измерение сопротивления датчика можно производить любым мультиметром, предварительно отсоединив от датчика соединительные провода, чтобы исключить влияние вторичного прибора. Для более точного определения температуры по сопротивлению датчика можно воспользоваться градуировочными таблицами.

С 1 января 2008 года вступил в силу новый ГОСТ Р 8.625—2006 на датчики термосопротивления. Этот ГОСТ отменил понятие W100, заменив его на коэффициентом «альфа». Кроме того, ГОСТ Р 8.625—2006 установил однозначное соответствие между типом чувствительного элемента (М, П или Pt) и коэффициентом "альфа". Так для элемента 50М (100М и т.д) значение "альфа" равно 0,00428, что соответствует старому обозначению W100=1.428, для элемента Pt100 "альфа" равно 0,00385 (W100=1.385), для элемента 100П "альфа" равно 0,00391 (W100=1.391). Поэтому значение "альфа" и W100 в заводских паспортах и на шильдиках новых датчиков термосопротивления могут не указываться.

Классы допуска и диапазоны измерений для термометров сопротивления и чувствительных элементов

Для того чтобы датчик термосопротивления можно было заменить, выкрутив из трубы, не перекрывая трубопровод при их монтаже используют защитные гильзы (стаканы). Защитная гильза также предохраняет термометр сопротивления от высокого давления и скоростного напора в трубопроводе.

Рис 4.

Гильза вкручивается в вваренную в трубопровод бобышку, а уже в нее вставляется датчик термосопротивления и фиксируется гайкой. Для лучшего теплообмена внутрь гильзы должно быть залито масло. У некоторых датчиков стакан является конструктивной единицей корпуса датчика, поэтому такой датчик вворачивается напрямую в бобышку. При выходе из строя датчика его чувствительный элемент вынимается из корпуса и заменяется новым. Корпус при этом остается на месте и герметичность трубопровода не нарушается.

Согласно ГОСТ Р 8.625-2006 длину монтажной части ТС рекомендуется выбирать из ряда: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 мм. Предпочтительные диаметры металлического корпуса термометра от 3 до 12 мм. Допуск для диаметра стального защитного корпуса от ±0,1 до ±0,3 мм. Международный стандарт на размеры - по МЭК 61520