Современные термоэлектрические преобразователи - Реферат

Комитет по образованию Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Современные термоэлектрические преобразователи Разработал: Васильев ЕвгенийВ 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%. 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.Принцип действия термопреобразователей сопротивления (терморезисторов) 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. Зависимость сопротивления платиновых терморезисторов от температуры определяется следующими формулами: Rt = R0(1 At Bt2) при 0 <t <650 0C; Широкое распространение на практике получили более дешевые медные терморезисторы, имеющие линейную зависимость сопротивления от температуры: Rt = R0(1 ?t) при-50 <t <180 0C, где ? = 4.26*10-3 (0C)-1. Никель имеет относительно высокое удельное сопротивление, но зависимость его сопротивления от температуры линейна только до температур не выше 100 0C, температурный коэффициент сопротивления никеля в этом диапазоне равен 6,9*10-3 (0C)-1.Тепловое излучение любого тела можно характеризовать количеством энергии, излучаемой телом с единицы поверхности в единицу времени и приходящейся на единицу диапазона длин волн. Зависимость спектральной светимости абсолютно черного тела от температуры и длины волны выражается формулой: R? = A?-5(EB/(?T) - 1)-1, где ? - длина волны, T - абсолютная температура, A и B - постоянные. Уменьшение спектральной светимости реального тела по сравнению с абсолютно черным учитывают введением коэффициента неполноты излучения; его значение различно для разных физических тел и зависит от состава вещества, состояния поверхности тела и других факторов. Радиационные пирометры используются для измерения температуры от 20 до 2500 0С, причем прибор измеряет интегральную интенсивность излучения реального объекта; в связи с этим при определении температуры необходимо учитывать реальное значение коэффициента неполноты излучения. Радиационные пирометры градуируются по излучению абсолютно черного тела, поэтому неточность оценки коэффициента неполноты излучения вызывает погрешность измерения температуры.Для измерения температур от-80 до 250 0С часто используются так называемые кварцевые термопреобразователи, использующие зависимость собственной частоты кварцевого элемента от температуры. Работа данных датчиков основана на том, что зависимость частоты преобразователя от температуры и линейность функции преобразования изменяются в зависимости от ориентации среза относительно осей кристалла кварца. Данная зависимость определяется формулой: , где - средний квадрат напряжения шума, K - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура, R - сопротивление резистора, - полоса воспринимаемых частот.ЯКР-термометры (термометры ядерного квадрупольного резонанса) основаны на взаимодействии градиента электрического поля кристаллической решетки и квадрупольного электрического момента ядра, вызванного отклонением распределения заряда ядра от сферической симметрии. Это взаимодействие обусловливает прецессию ядер, частота которой зависит от градиента электрического поля решетки и для различных веществ имеет значения от сотен килогерц до тысяч мегагерц.Дилатометрические (объемные) датчики измерения температуры основаны на явлении расширения (сжатия) твердых тел, жидкостей или газов при увеличении (уменьшении) температуры. Температурный диапазон работы преобразователей, основанных на расширении твердых тел, определяется стабильностью свойств материалов при изменении температуры.Акустические термометры основаны на зависимости скорости распространения звука в газах от их температуры и используются в основном диапазоне средних и высоких температур.Измеряемые и воспроизводимые сигналы: - ток; - напряжение; - сопротивление; - сигналы от термопреобразователей сопротивления (ТС) и/или термоэлектрических преобразователей (ТП) Встроенный интерфейс RS232 (опция) Источник питания: - 4-х АА NICD, NIMH (встроенный); - сеть переменного тока 220 В, 50 Гц.

Содержание

Введение

1. Температурные датчики

1.1. Термопреобразователи сопротивления

1.2 Термоэлектрические преобразователи

1.3 Пирометры

1.4 Кварцевые термопреобразователи

1.5 Шумовые датчики

1.6 ЯКР - Датчики

1.7 Дилатометрические преобразователи

1.8 Акустические датчики

2. Многофункциональный калибратор МЕТРАН510ПКМ

2.1 Устройство и принцип действия

2.2 Режим работы

2.3 Особенности режимов

2.4 Характеристики и параметры

Использованная литература