Ответы на экзаменационные вопросы № 19-36 по курсу "Метрология и технические измерения отрасли" (Манометрические термометры (газовые, жидкостные, конденсационные). Измерение концентрации жидкостей: кондуктометрический и потенциометрический методы)

Полупроводниковые ТС находят широкое применение в системах температурной сигнализации, вследствие присущего им релейного эффекта.

Установка ТС оказывает существенное влияние результат измерений. Для уменьшения погрешность необходимо обеспечить термодинамическое равновесие среды и термометра. Так как температура – параметр, зависящий от координаты, то необходимо учитывать распределение температуры в пространстве и не устанавливать термометр в застойных зонах и т.д. Однако и в этом случае имеет место погрешность, связанная с передачей тепла от более нагретой части термометра к холодной, т.к. часть его всегда находится вне зоны измерений.

В ТС тепло от ЧЭ передается по корпусу и соединительным проводам. Для уменьшения погрешности измерения термометр должен быть погружен в измеряемую среду не менее минимальной глубины погружения. Поэтому применяют термометры определенной длины и устанавливают их в специальные карманы (в трубопроводах). Неправильная установка может привести к погрешности более 1 ⁰С, при разности температур измеряемой и окружающей сред в 100 ⁰С.

23.Измерительные мосты и логометры: электрические схемы, принцип действия, характеристики(Измерение сопротивления ТС).

Для определения сопротивления необходимо выполнить прямые измерения тока, протекающего через резистор, и падения напряжения на нем. Если обеспечить постоянство протекающего через ТС тока, то, измеренное падение напряжения на нем будет однозначно определяться его сопротивлением. Максимальный ток, протекающий через ТС не должен вызывать его разогрева и составляет от 0,4 до 3 мА в зависимости от типа ТС.

ТС подключаются по двух- или четырехпроводным схемам.

Подключение по двухпроводной схеме допускается, если сопротивление соединительных проводов R_л не превышает 0,1Ом (при R₀ = 100 Ом) и падением напряжения на них можно пренебречь.

В противном случае применяют четырехпроводную схему. Клеммы 1 и 4 при этом подключаются к источнику питания, обеспечивающему постоянный ток I_R , а клеммы 2 и 3 подключаются к вольтметру с высоким входным сопротивлением.

Часто для измерения температуры используется мостовая измерительная схема.

Измерительные мосты подразделяются на уравновешенные и неуравновешенные. Уравновешенный мост состоит из двух постоянных сопротивлений R₁ и R₂, реохорда R_p и сопротивления термометра R_t. Сопротивления соединительных проводов (R_л) прибавляются к сопротивлению R_t. В одну диагональ моста включен источник постоянного или переменного тока (U_п), а в другую - нуль-прибор РА. При равновесии моста, ток в измерительной диагонали I₀ равен 0. Равновесие достигается перемещением движка реохорда R_p. Условием равновесия моста, состоящего из активных сопротивлений, является:

Откуда:

Следовательно, совмещая реохорд со шкалой, можно определить сопротивление R_t, а значит и температуру по положению движка, соответствующему состоянию равновесия.

Недостатком схемы является влияние на показания сопротивления соединительных проводов, зависящих от температуры окружающей среды. Для компенсации этого влияния используют трехпроводные схемы подключения. В этом случае, при равновесии:

, и если R₁=R₂, то R_пр на равновесие моста, а, следовательно, и на показания, не влияет.

В автоматических измерительных мостах напряжение измерительной диагонали усиливается и управляет работой реверсивного двигателя, вал которого соединен с реохордом. Кроме того, реохорд для уменьшения влияния на показания переходного сопротивления контакта включается таким образом, что его части находятся в смежных плечах моста. Однако при этом полная компенсация влияния температуры на соединительные провода не достигается.

В Неуравновешенных мостах мерой измеряемого сопротивления является ток в измерительной диагонали. Неуравновешенные мосты применяют в нормирующих преобразователях.

Статическая характеристика неуравновешенного моста имеет вид: