مقاييس حرارة المقاومة - مبدأ التشغيل والأنواع والتركيبات وخصائص الاستخدام

أحد أكثر أنواع موازين الحرارة شيوعًا في الصناعة هو مقياس حرارة المقاومة ، وهو محول طاقة أساسي للحصول على قيمة درجة حرارة دقيقة تتطلب قيمة إضافية ، محول التطبيع أو وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة PLC صناعية.

مقياس حرارة المقاومة عبارة عن هيكل يتم فيه لف سلك بلاتيني أو نحاسي على إطار عازل خاص ، يتم وضعه داخل علبة واقية محكمة الغلق ، وشكل مناسب للتركيب.

يعتمد تشغيل مقياس حرارة المقاومة على ظاهرة التغير في المقاومة الكهربائية للموصل اعتمادًا على درجة حرارته (من درجة حرارة الجسم الذي يفحصه مقياس الحرارة). يبدو اعتماد مقاومة الموصل على درجة الحرارة بشكل عام كما يلي: Rt = R0 (1 + at) ، حيث R0 هي مقاومة الموصل عند 0 درجة مئوية ، Rt هي مقاومة الموصل عند درجة مئوية ، و هي معامل درجة الحرارة لمقاومة العنصر الحساس للحرارة.

في عملية تغيير درجة الحرارة ، تغير الاهتزازات الحرارية للشبكة البلورية للمعدن اتساعها ، وتتغير المقاومة الكهربائية لجهاز الاستشعار وفقًا لذلك. كلما ارتفعت درجة الحرارة - كلما زاد اهتزاز الشبكة البلورية - زادت مقاومة التيار. يوضح الجدول أعلاه الخصائص النموذجية لاثنين من موازين الحرارة الشائعة المقاومة.

تم تصميم غلاف المستشعر المقاوم للحرارة لحمايته من التلف الميكانيكي أثناء قياس درجة حرارة الجسم.

في الصورة: 1 - عنصر حساس مصنوع من سلك بلاتيني أو نحاسي ، على شكل لولب ، يقع على قضيب خزفي ؛ 2 - اسطوانة خزفية مسامية ؛ 3 - مسحوق السيراميك 4 - أنبوب خارجي واقي من الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ 5 - أسلاك النقل الحالية ؛ 6 - أنبوب حماية خارجي من الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ 7 - رأس ميزان الحرارة بغطاء قابل للإزالة ؛ 8 - أطراف توصيل سلك الإخراج ؛ 9 - سلك بجهاز التثبيت ؛ 10 - جلبة ملولبة للتركيب في خط أنابيب مع وصلات بخيط داخلي.

إذا كان المستخدم قد حدد بدقة الغرض الذي يحتاج إلى جهاز استشعار حراري ، واختار بدقة مقياس حرارة مقاومة (محول حراري المقاومة) ، فإن أهم المعايير لحل المهمة القادمة هي: دقة عالية (حوالي 0.1 درجة مئوية) ، معلمات الاستقرار ، والاعتماد الخطي تقريبًا للمقاومة على جسم درجة الحرارة ، وإمكانية تبديل موازين الحرارة.

أنواعها وتصميمها

لذلك ، اعتمادًا على المادة التي يتكون منها العنصر الحساس لميزان الحرارة المقاوم ، يمكن تقسيم هذه الأجهزة بشكل صارم إلى مجموعتين: محولات الطاقة الحرارية النحاسية والمحولات الحرارية البلاتينية.يتم تمييز المستشعرات المستخدمة في جميع أنحاء أراضي روسيا وأقرب جيرانها على النحو التالي. النحاس - 50 م و 100 م ، البلاتين - 50P ، 100P ، Pt100 ، Pt500 ، Pt1000.

يتم تصنيع موازين الحرارة Pt1000 و Pt100 الأكثر حساسية عن طريق رش الطبقة الرقيقة من البلاتين على ركيزة من السيراميك. من الناحية التكنولوجية ، يتم ترسيب كمية صغيرة من البلاتين (حوالي 1 مجم) على العنصر الحساس ، مما يعطي العنصر حجمًا صغيرًا.

في الوقت نفسه ، يتم الحفاظ على خصائص البلاتين: الاعتماد الخطي للمقاومة على درجة الحرارة ، ومقاومة درجات الحرارة المرتفعة ، والاستقرار الحراري. لهذا السبب ، فإن محولات المقاومة البلاتينية الأكثر شيوعًا هي Pt100 و Pt1000. العناصر النحاسية 50M و 100M مصنوعة يدويًا من الأسلاك النحاسية الرقيقة ، والبلاتين 50P و 100 P عن طريق لف سلك البلاتين.

ميزات الاستخدام

قبل تثبيت مقياس الحرارة ، يجب التأكد من تحديد نوعه بشكل صحيح ، وأن خاصية المعايرة تتوافق مع المهمة ، وأن طول تثبيت عنصر العمل مناسب ، وأن ميزات التصميم الأخرى تسمح بالتثبيت في هذا المكان ، للخارج شروط.

يتم فحص المستشعر بحثًا عن أي تلف خارجي ، ويتم فحص جسمه ، ويتم فحص سلامة لف المستشعر ، بالإضافة إلى مقاومة العزل.

يمكن أن تؤثر بعض العوامل سلبًا على دقة القياس. إذا تم تثبيت المستشعر في مكان خاطئ ، فإن طول التثبيت لا يتطابق مع ظروف العمل ، أو سوء الختم ، أو انتهاك العزل الحراري لخط الأنابيب أو أي معدات أخرى - كل هذا سيؤدي إلى خطأ في قياس درجة الحرارة.

يجب فحص جميع جهات الاتصال ، لأنه إذا كان التلامس الكهربائي في توصيلات الجهاز والمستشعر سيئًا ، فهذا محفوف بالأخطاء. هل تحصل الرطوبة أو التكثيف على ملف مقياس الحرارة ، هل توجد دائرة قصر ، هل مخطط التوصيل صحيح (لا يوجد سلك تعويض ، لا يوجد تعديل لمقاومة الخط) ، هل تتوافق معايرة جهاز القياس مع معايرة المستشعر؟ هذه لحظات مهمة يجب عليك دائمًا الانتباه إليها عن كثب.

فيما يلي الأخطاء النموذجية التي يمكن أن تحدث عند تثبيت جهاز استشعار حراري:

• إذا لم يكن هناك عزل حراري على خط الأنابيب ، فسيؤدي ذلك حتمًا إلى فقدان الحرارة ، لذلك يجب تحديد موقع قياس درجة الحرارة بحيث يتم أخذ جميع العوامل الخارجية في الاعتبار مسبقًا.

• يمكن أن يساهم الطول القصير أو المفرط للمستشعر في حدوث خطأ بسبب التثبيت غير الصحيح للمستشعر في تدفق العمل للوسط قيد الدراسة (لم يتم تثبيت المستشعر مقابل التدفق ، وليس على طول محور التدفق ، لأنه يجب أن يكون وفقًا للقواعد).

• لا تتوافق معايرة المستشعر مع مخطط التركيب الموصوف في هذه المنشأة.

• انتهاك شرط تعويض التأثير الطفيلي لتغير درجة الحرارة المحيطة (لم يتم تثبيت المقابس التعويضية والأسلاك التعويضية ، يتم توصيل المستشعر بجهاز تسجيل درجة الحرارة في دائرة ثنائية الأسلاك).

• لا تؤخذ طبيعة البيئة في الاعتبار: زيادة الاهتزاز ، بيئة عدوانية كيميائياً ، رطوبة عالية أو بيئة ضغط مرتفع. يجب أن يفي المستشعر بالظروف البيئية ويتحملها.

• ملامسة فضفاضة أو غير كاملة لأطراف المستشعر بسبب ضعف اللحام أو بسبب الرطوبة (لا يوجد إحكام إغلاق للأسلاك من اختراق الرطوبة العرضي في مبيت مقياس الحرارة).