Тема Датчик термопар

1.

Датчик термопар: принципы
работы
и применение
Обзор термоэлектрических
датчиков температуры: устройство,
принцип действия, монтаж
Имя Фамилия

2.

Роль датчиков температуры в
промышленности
Точность измерений — основа безопасности и
Датчики температуры, такие как термопары и термометры
сопротивления, являются ключевыми элементами систем
контроля и автоматизации. Они обеспечивают непрерывный
мониторинг тепловых режимов технологических процессов,
позволяя оперативно реагировать на отклонения. От
точности их показаний напрямую зависят безопасность
персонала, качество продукции и энергоэффективность
производства. Без надёжных датчиков невозможно
представить современную промышленность, где каждая
секунда и градус имеют значение.

3.

Что такое датчик термопара
Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры
Термопара — это термоэлектрический преобразователь, состоящий из двух
разнородных металлических проводников, спаянных на одном конце (горячий
спай). При нагреве спая возникает термо-ЭДС, пропорциональная разности
температур между горячим и холодным спаями (эффект Зеебека). Типы: хромельалюмель (ХА, тип К, до 1200 °C), хромель-копель (ХК, тип L, до 600 °C),
платинородий-платина (тип S, до 1600 °C). Пример: в промышленной печи
термопара типа К выдаёт около 41 мкВ на каждый градус превышения
температуры холодного спая.

4.

Термопреобразователь
сопротивления (ТСП)
Высокоточное измерение температуры за счёт изменения сопротивления
Термопреобразователь сопротивления (ТСП) работает
на основе зависимости электрического
сопротивления металла от температуры. В качестве
чувствительного элемента чаще всего используют
платину или медь, обладающие стабильными и
хорошо изученными характеристиками. При нагреве
сопротивление металла возрастает, что позволяет по
измеренному значению точно определить
температуру. ТСП отличаются высокой точностью и
долговременной стабильностью, поэтому широко
применяются в промышленности и лабораторных
исследованиях.

5.

Принцип работы термопары и
1. Термопара: нагрев спая металлов
2. ТСП: изменение сопротивления
При нагреве спая двух разных металлов возникает термоЭДС, пропорциональная разности температур.
В термопреобразователе сопротивления (ТСП) нагрев
металла увеличивает его электрическое сопротивление.
3. Измерение сигнала: мВ и Ом
Сигнал термопары измеряется в милливольтах, а ТСП — в
омах, что требует разных измерительных схем.

6.

Сравнение ТСП и ТП
Сравнение термопар (ТП) и термопреобразователей сопротивления (ТСП) по ключевым
Параметр
Термопара (ТП)
ТСП (термосопротивление)
Комментарий
Диапазон температур
−200…+2300 °C
−200…+850 °C
ТП для высоких температур
Точность
±0,5…2,5 °C
±0,1…0,5 °C
ТСП точнее в низком диапазоне
Быстродействие
0,1…1 с
1…5 с
ТП реагирует быстрее
Стоимость
Низкая
Средняя/высокая
ТП дешевле в базе
Выходной сигнал
мВ (ЭДС)
Ом (сопротивление)
Требуют разных схем

7.

Диапазоны измеряемых
Верхние и нижние пределы популярных термопар и термосопротивлений

8.

Монтаж и подключение датчиков
1. Выбор места установки
2. Крепление и защита элемента
Точка замера должна быть в зоне стабильной температуры
и хорошего теплового контакта со средой. Избегайте
карманов и застойных зон, искажающих показания.
Чувствительный элемент фиксируют гильзой или
прижимом, обеспечивая плотный контакт. Защитная
арматура предохраняет от вибраций, влаги и агрессивных
3. Схемы подключения ТСП
4. Компенсация холодного спая
Двухпроводная схема проста, но вносит погрешность от
сопротивления линии. Трёх- и четырёхпроводные схемы
компенсируют сопротивление проводов и дают высокую
Для термопар температуру свободных концов измеряют
отдельным датчиком и учитывают в расчёте. Без
компенсации ошибка достигает единиц градусов на

9.

Типовые ошибки при монтаже и
Неправильный монтаж — главная причина погрешностей термопар
Основные ошибки: 1) Недостаточная глубина погружения — спай не достигает
потока, измеряется температура стенки. 2) Отсутствие компенсации холодного спая
— без термостатирования клемм или медных удлинительных проводов
погрешность достигает 1°C на каждые 25°C разницы. 3) Наводки от силовых
кабелей — прокладка сигнальных цепей рядом с питающими линиями 380 В без
экранирования даёт наводки до десятков милливольт. 4) Плохой тепловой контакт
— зазор между спаем и средой, отсутствие теплопроводящей пасты. 5) Неверная
полярность подключения. 6) Использование медных проводов вместо
компенсационных. Пример: при измерении температуры расплава в литьевой
машине ошибка глубины погружения 10 мм даёт занижение на 15-20°C. Решение:
соблюдать глубину не менее 10 диаметров защитной гильзы, применять экранир

10.

Спасибо за внимание
Вопросы?