CC BY
137
4. Рогельберг, И. Л. Сплавы для термопар: отрав. / И. Л. Рогельберг, В. М. Бейлин. — М. : Металлургия, 1983. — С. 84.
МАРТЕМЬЯНОВ Денис Борисович, доцент кафедры «Метрология и приборостроение». Адрес для переписки: [email protected] ПШЕНИЧНИКОВА Вера Владимировна, доцент кафедры «Метрология и приборостроение».
Адрес для переписки: [email protected] КРУТЬКО Светлана Константиновна, студентка гр. ПР-312 машиностроительного института. Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 16.03.2015 г. © Д. Б. Мартемьянов, В. В. Пшеничникова, С. К. Крутько
УДК 536.531
Д. Б. МАРТЕМЬЯНОВ В. В. ПШЕНИЧНИКОВА Д. А. ШАБАНОВ
Омский государственный технический университет
РАЗРАБОТКА И АТТЕСТАЦИЯ МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ УТВЕРЖДЕНИЯ ТИПА ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Сегодня во всем мире для измерений температуры в трубопроводах теплоснабжения используются платиновые термометры сопротивления классов А и В, обладающие более стабильными характеристиками, чем применявшиеся ранее медные и никелевые. Платиновые термометры имеют меньшую погрешность по сравнению с медными и никелевыми (от 0,25 до 0,8 °С) и более широкий рабочий диапазон температур. Экспериментальным исследованиям подвергается вновь разработанный образец термопреобразователя сопротивления ТСП 9201. Основными достижениями в области исследования созданной модели является занесение в Государственный реестр средств измерений (регистрационный № 13587-01).
Ключевые слова: температура, термометр сопротивления, испытания.
В настоящее время всё больше и больше электронные средства вычисления и датчики снятия показаний «врываются» в жизнь современного общества. В данном техническом прогрессе не остались без внимания и отрасли машиностроения, вычисления, робототехники и, конечно, строительства. Измерение температуры с помощью термопреобразователя сопротивления (ТС) основано на температурной зависимости электрического сопротивления металлов, из которого сделан чувствительный элемент ТС, который, как правило, изготавливается из меди, платины и полупроводников [1]. Конструктивно выполняется в виде проволочной катушки или пленочного покрытия. Выходным параметром устройства является электрическая величина, которая может быть измерена с весьма высокой точностью, передана на большие расстояния и непосредственно использована в системах автоматического контроля и регулирования.
Термометр сопротивления (ТС) — это средство измерений температуры, состоящее из одного или нескольких термочувствительных элементов сопротивления и внутренних соединительных проводов, помещенных в герметичный защитный корпус [2], внешних клемм или выводов, предназначенных для подключения к измерительному прибору. В состав
ТС могут входить конструктивно связанные с ним монтажные и коммутационные средства.
Чувствительным элементом ТС является резистор, выполненный из металлической проволоки или пленки с выводами для крепления соединительных проводов, имеющий известную зависимость электрического сопротивления от температуры и предназначенный для использования в ТС.
Защитный корпус — конструктивный элемент ТС, обеспечивающий его механическую прочность и устойчивость к воздействию внешней среды, как правило представляющий собой заваренную с одной стороны металлическую трубку с приспособлениями для монтажа ТС или без них.
Термопреобразователи сопротивления предназначены для измерения температуры в окислительных и нейтральных газовых средах, не содержащих веществ, вступающих во взаимодействие с материалом корпуса термопреобразователей.
Основа термопреобразователя — чувствительный элемент, выполненный в виде катушки сопротивления. К выводам элемента подпаиваются удлинительные провода необходимой длины, образуя узел чувствительного элемента.
Стандартные элементы изготавливаются из меди (медные элементы) и платины (платиновые элементы)
Рис. 1. Термопреобразователь ТПС 9201
Таблица 1
Основные характеристики ТПС 9201
1 Диапазон измеряемых температур — 200... + 600
2 Номинальная статическая характеристика 50 П, 100 П
3 Класс допуска А, В
4 Показатель тепловой инерции, с 20, 40
5 Защищенность от пыли и воды 1Р 55
6 Устойчивость к вибрации группа исп. № 3
7 Материал защитной арматуры ст.12Ч18Н10Т, ст.Ч23Ю5
8 Вид климатического исполнения ТВ 1, ТВ 2, У3
9 Номинальное значение Ш 1,3910
10 Диапазон условных давлений 0,4
в соответствии с ГОСТ Р 50353 с номинальными статическими характеристиками 50М, 100М (Ш=1,428), 50П, 100П (Ш = 1,391).
Термопреобразователи сопротивления предназначены для контроля и измерения температуры жидких, твердых, газообразных и сыпучих, неагрессивных к материалу корпуса.
Термопреобразователи сопротивления могут быть использованы в теплоэнергетике, химической, металлургической и других отраслях промышленности, а также на объектах атомных электростанций.
Они используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, для определения температуры отопительных приборов, эффективности теплоизоляции, температурного баланса в помещении, для диагностики систем отопления.
Термометры сопротивления, установленные в системах теплоснабжения, служат не только для учета количества тепловой энергии, но и для контроля одного из параметров ее качества — температуры теплоносителя.
При проведении испытаний для целей утверждения типа средства измерений, кроме диапазона измерений и допустимой погрешности [3], исследуется степень воздействия на показания прибора вибрации, давления, температуры окружающего воздуха, проводятся испытания на электромагнитную совместимость и электробезопасность.
Программы и срок испытаний согласовываются с заказчиком. При успешном завершении испытаний
[4] выдается сертификат утверждения типа, и прибор вносят в Госреестр средств измерений, разрешенных для применения в России.
Для проведения этих видов работ используются современные эталонные базы, в том числе эталонные единицы температуры и комплексы эталонов «черное тело» для поверки пирометров. Наличие постоянно пополняемого фонда нормативной документации и квалифицированный персонал обеспечивают высокий уровень испытаний и поверку любых средств измерений, применяемых для контроля температурных режимов в разных отраслях промышленности.
Принцип работы термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, Р1;100, основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Термопреобразователи выполняют в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу.
Термопреобразователи сопротивления характеризуются параметром
Ш = ^10° , ^ *0
где Я100 — сопротивление при 100 ° С; Я 0 — сопротивление при 0 ° С.
Для подключения термопреобразователей сопротивления к приборам используется трехпроводная
схема, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора И подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу И. При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов.
Термопреобразователи сопротивления могут подключаться к прибору с использованием двухпроводной линии, но при этом отсутствует компенсация сопротивления соединительных проводов и поэтому будет наблюдаться зависимость показаний прибора от колебаний температуры проводов.
Объектом для проведения испытаний является термопреобразователь сопротивления ТСП 9201 (рис. 1) с характеристиками (табл. 1). Термопреобразователи сопротивления ТСП 9201 предназначены для измерения температуры жидких и газообразных сред в различных отраслях промышленности.
Разработка и аттестация методики испытаний для целей утверждения типа направлена на подтверждение соответствия методик измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям.
В результате проведенных испытаний установлено [5], что термопреобразователи сопротивления ТСП 9201 соответствуют утвержденному типу, ГОСТ Р 8.625-2006, ТУ 50-92. Результаты испытаний на соответствиеутвержденному типу признаны положительными.
Вывод. В результате проведенных испытаний установлено, что термопреобразователи сопротивления ТСП 9201 соответствуют утвержденному типу, ГОСТ Р 8.625-2006, ТУ 50-92.
Результаты испытаний на соответствие утвержденному типу признаны положительными.
После проведения всех испытаний на утверждения типа изобретенный термопреобразователь сопротивления типа ТПС 9201 вносится в Государ -ственный реестр средств измерений.
Библиографический список
1. ГОСТ Р 8.625-2006. Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытания. — Введ. 2008 — 01—01. — М. : Стандартинформ, 2007. - 16 с.
2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1985. - 438 с.
3. ГОСТ 6651-94. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний. — Введ. 1999 — 01—01. — М. : Изд-во стандартов, 1998. — 8 с.
4. ГОСТ 8.558-2009. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры. — Введ. 2012 — 07 — 01. — М. : Стандартинформ, 2012. — 6 с.
5. ГОСТ 8.461-82. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления. Методы и средства поверки. — Введ. 1983 — 01—01. — М. : Изд-во стандартов, 1982. — 6 с.
МАРТЕМЬЯНОВ Денис Борисович, доцент кафедры «Метрология и приборостроение». ПШЕНИЧНИКОВА Вера Владимировна, доцент кафедры «Метрология и приборостроение». ШАБАНОВ Данил Андреевич, студент гр. ПР-312 машиностроительного института. Адрес для переписки : [email protected]
Статья поступила в редакцию 17.03.2015 г. © Д. Б. Мартемьянов, В. В. Пшеничникова, Д. А. Шабанов
Книжная полка
Якушенков, Ю. Г. Основы оптико-электронного приборостроения : учеб. / Ю. Г. Якушенков. -Изд. 2-е перераб. и доп. - М. : Логос, 2013. - 374 с.
В учебнике рассмотрены физические принципы работы оптико-электронных приборов (ОЭП), описаны их типовые узлы, приведены методы приёма оптических сигналов, представлены способы выделения сигналов от объектов на фоне помех. Изложены законы оптического излучения, перечислены основные типы излучателей, используемых в оптико-электронном приборостроении, показаны обобщённые методики энергетического и точностного расчётов основных параметров и характеристик ОЭП. Даны сведения об основных конструктивных параметрах оптико-электронных приборов.
Сергеев, В. А. Расчет и конструирование станков : учеб. электрон. изд. локального распространения : конспект лекций / В. А. Сергеев. - Омск: ОмГТУ, 2014. - 1 о=эл. опт. диск (CD-ROM).
Рассматриваются вопросы ремонта обрабатывающего оборудования машиностроительных предприятий, технические и технологические задачи ремонтной службы, а также различные системы планово-предупредительного ремонта. Издание предназначено для студентов, обучающихся по специальности 151002 всех форм обучения.
Гарибян, Г. С. Проектирование литейных цехов [Электронный ресурс] : учеб. электрон. изд. локального распространения : конспект лекций / Г. С. Гарибян. - Омск : ОмГТУ, 2014. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
В конспекте лекций представлено типовое содержание строительного раздела курса «Проектирование литейных предприятий и цехов». Даны представления о генеральном и ситуационном планах, классификации производственных заданий и сооружений, их объемно-планировочных и конструктивных решений. Приведены основные элементы конструкций производственных зданий, рекомендации по разработке строительного раздела дипломного проекта. Предназначен для студентов направления подготовки 150400.62 «Технологические машины и оборудование».
