Тема Датчик термопар

1.

Датчик термопар: принципы
работы и применение
Выполнил: Епанов
Артем ОС-24-9К

2.

Роль датчиков температуры в
промышленности
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?
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)
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 ТСП
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
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 температур
Верхние и нижние пределы популярных термопар и термосопротивлений

8.

Монтаж и подключение датчиков температуры
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
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.

10.

Спасибо за внимание