Автоматизация процесса сушки полотна. Принципы управления процессом сушки. Функция систем автоматизации процесса сушки

узком температурном интервале зависимость электрического сопротивления для большинства  полупроводниковых терморезисторов (термисторов) резко нелинейна:

, где А и В — постоянные коэффициенты, определяемые физическими свойствами материалов; Т — абсолютная температура.

Для большинства полупроводниковых термисторов с ростом температуры сопротивления R_t уменьшается, реже — возрастает.

Относительная чувствительность полупроводниковых термисторов, характеризуемая температурным коэффициентом электрического сопротивления, выше в 8—10 раз по сравнению с проводниковыми ТС. Кроме того, полупроводниковые термисторы имеют большое начальное сопротивление, что определяет их высокую абсолютную чувствительность и независимость от сопротивления соединительных проводов и других элементов электрической измерительной цепи.

В настоящее время широко используются возможности преобразования выходного сигнала датчиков температуры, в частности терморезисторов, в цифровой сигнал для создания цифровых термометров. Такое преобразование осуществляется либо с применением нормирующего стандартного преобразователя с выходным сигналом по напряжению и цифрового вольтметра, либо с помощью аналого-цифровых преобразователей  с выходными сигналами в виде цифрового кода, либо с применением аналого-частотных преобразователей на основе RC — генераторов,  в которые включаются терморезисторы  в сочетании с цифровыми частотомерами.

Современные цифровые термометры выпускаются во многих модификациях, с которыми можно ознакомиться в работе.

Рассмотрим приборы для измерения температуры:

Рассмотрим пример обоснования выбора измерительных комплектов при измерении температуры в варочном котле.

1.  Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить температуру от 0 до 50˚С в варочном котле при значительном давлении Р=5,0 МПа. Требования к погрешности измерения температуры самые жесткие, то есть следует выбирать наиболее точные и быстродействующие средства измерения. Измеряемую величину следует регистрировать, то есть определять дистанционно, и предусмотреть унифицированный выходной сигнал для использования в системе управления.

2.  Перечислим средства измерения, которые могут определять указанную температуру дистанционно (по принципу действия) и контактно ( то есть с наибольшей чувствительностью).

К ним относятся:

·  Манометрические термометры (дистанция до 60 м).

·  Термометры электрического сопротивления (ТЭС) (проводниковые и полупроводниковые с измерительным унифицирующими преобразователями (для унификации измерительного сигнала) и приборами (для регистрации);

·  Термоэлектрические термометры с измерительными унифицирующими преобразователями (для унификации измерительного сигнала) и приборами (для регистрации).

Манометрический термометр характеризуется по точности приведенной погрешностью порядка γ = ± (1,5-2,5)%, что не соответствует заданным требованиям, не включая требования к динамическим характеристикам. Термоэлектрические термометры стандартные из благородных материалов имеют, как правило, погрешность невоспроизводимости ∆=±0,01мВ, а при температуре, равной 200˚С, развивают ЭДС, равную Е=1,436 мВ. Тогда относительная погрешность измерения составит

δ = ±(∆*100)/х = ±(∆*100)/Е = ±(0,01*100)/1,463 = ±0,7% или по абсолютной величине температуры

∆ = ±(δ*t)/100 = ± (0,7*200)/100 = ± 1,4˚С, что не соответствует заданным требованиям изменения температуры. Стандартные термоэлектрические термометры из неблагородных металлов оцениваются погрешностью невоспроизводимости порядка ∆ = ± 0,2мВ. Тогда относительная погрешность измерения заданной температуры для наиболее чувствительной термопары типа К (никель-хром/никель-алюминий) при Е (200˚С) = 14,66мВ составит

δ = ± (∆*100)/Е = ± (0,2*100)/14,66= ± 1,36%, а

∆ = ± (1,36*200)/100 = ± 2,73

Сделаем вывод о непригодности термоэлектрических термометров для решения поставленной задачи, то есть для измерения низких температур с малыми погрешностями.

ТЭС из платины (как наиболее стабильные и точные) выпускаются с допускаемым отклонением номинального значения сопротивления ∆R*100/R₀ = ± 0,06% (группа А) и поэтому являются датчиками температуры с наименьшей погрешностью в диапазоне измеряемых температур от -260˚С до +1100˚С.

Выбор номинального значения сопротивления термопреобразователей при 0˚С, то есть R₀ в пределах от 1 до 2000 Ом, должен учитывать то обстоятельство, что чем больше R₀, тем больше абсолютная чувствительность ТЭС, которая в первом приближении равна S_абс = R₀*a,    где a – температурный коэффициент материала ТЭС, то есть в данном случае платины.

Предпочтительные значения R₀ следует выбирать: 100, 200, 500 или 1000 Ом с учетом незначительной массы провода при разумном его диаметре для исключения большой инерционности и обрывов провода соответственно.

Тогда выберем R₀=500 Ом и погрешности измерения ТЭС Т=200˚С можно рассчитать из следующих соображений:

1)  для платиновых ТЭС R_t≈R₀(1+a∆Т) = 500(1+0,385*200)=885 Ом;

2)  неопределенность определения этого сопротивления при ∆R*100/R₀ = ± 0,06%; или в Омах R₀ = ± 0,06%*10^-2*500=±0,3 Ом;

3)  δ = ± (∆R₀*100)/R_t = ± (0,3*100)/885 = ± 0,034%;

4)  абсолютная погрешность составит

∆_б = ± (δ*Т)/100 = ± (0,034*200)/100 = ± 0,07˚С ≈ 0,1˚С

Для работы в комплекте с ТЭС используются

·  логометры магнитоэлектрической системы;

·  неуравновешенные мосты постоянного и переменного тока с указателями неравновесия в виде логометров, милливольтметров или миллиамперметров (обычно магнитоэлектрической системы с выпрямителями, если используется мост переменного тока);

·  пирометрические магнитоэлектрические узкопрофильные милливольтметры со встроенными предварительными преобразователями мостового типа, например, из серии АСК типов МВУ6 (последние со встроенными сигнализаторами, позиционными регуляторами и выходными преобразователями);

·  Миллиамперметры магнитоэлектрической системы в комплекте с блоками