ПоәК 042-14-1-05. 01. 20. 05/01-2010 №1 басылым «30» қыркүйек 2010 ж

Т- 12с тұрақты уақыты.

Манометрлік термометр – автоматикалық тіркеу мен жөнелтудің ара қашықтығын өлшеуге рұқсат беретін қарапайым жеткілікті құрылысты жүзеге асырады. Қазіргі уақытта өнеркәсіптік манометрлік термометрдің үйлесімімен шығатын сигналдың пневматикасы және электрикасы шығарылады.

Дилатометриялық термометр. Жылудың ұлғаюының қатты денедегі негізгі әрекетін дилатометриялық термометр деп атайды. Олар негізгі екі түрінен: стерженнен және биметалдан дайындалады.

Стерженді дилатометриялық термометрдің негізгі принципі (сур) әртүрлі ұзындықтағы түтікше мен қыздырылған стерженнің айырмашылығын, олардың сызықтық коэффицентінің ұлғаюының себебін пайдалану. Түтікше сызықтық коэффиценттінің ұлғаюы аз материалдардан – кварц, инвар, ал стержень – көбірегінен(жез, мыс , аллюминий, болат) дайындалады. Стерженнің қозғалысы аспаптың бағыттамасына механикалық берілудің көмегімен жеткізіледі. Дилатометриялық өлшеу шегінің температурасы -150-ден +700⁰С дейін құрылған.

Биметалды дилатометриялық термометр (сур) түрлі спиральды (н/е жазық) серіппеден, екі пластинадан құрылған металдардың әртүрінен, барлығы бойынша ұзындығы пісірілген сезімтал элементтен болады. Сыртқысына қарағанда ішкі пластина сызықтық коэффициенттің ұлғаюынан үлкен болады, сондықтан қыздырылғанда мұндай серіппе айналады. Осындай термометрмен өлшенетін температураның шегі -150-ден +700⁰С дейін, тура шкаласы 1-2,5. Олар орнатылған мұздатқышта, тұрмыстық тоңазытқышта, кондиционерде және т.б. кеңінен қабылданған.
Бақылау сұрақтары

1. 
   Бұл шкала бойынша қандай температуралық шкала мен бірлік өлшеу температураларын білесіздер?
   
2. 
   Температураны өлешу әдістерінің жіктелуін келтіріңіз.
   
3. 
   Термометрдің ұлғаю әрекетінің принципін көрсетіңіз.
   
4. 
   Дилатометриялық термометрдің құрылысын түсіндіріңіз.
   
5. 
   Манометриялық термометрдің құрылысымен әрәкетінің приципін түсіндіріңіз.
   

Ұсынылған әдебиеттер.

1. Фарзане Н.Г Технологиялық аспаптар мен өлешулер:Кітап жоғары оқу орны үшін /Л. В. Ильясов, А. Ю. Азим-заде.Москва:Высшая школа,1989-456б.

2. Котов К. И. Автоматтық технологиялық процесс және бақылау,өлшеу құралы. Шағынпроцессорлық және есептеуіш техника/М.А. Шершевер.-М.:Металлургия,1989.-496б.

3. Гольцман В.А Автоматтық жылулық процесі және бақылау аспаптары. –М: Высшая школа,1980.-240б.

4. Топерверх Н.И Жылу техникасы мен реттеу аспабы/М.Я Шерман. -М.:Металлургия,1976.-510б.

Реферат: Ұлғаю термометрі.

3 тақырып. Термоэлектрлік термометр (4 сағ).

Дәріс жоспары:

1. 
   Термопар
   
2. 
   Материалдар үшін термопар.
   
3. 
   Термоэдсті өлшеу үшін аспаптар туындысы.
   

Егер әртүрлі температураға дейін ең кемінде екі орынды қыздырып қосса (пісірсе), шығатын электрлік тоқ жабық қатардан құралған жолсеріктердің екеуден немесе бірнеше әр топтан негізгі температураны өлшеу, термоэлектрлік эффектіні қортындылайды. Жолсеріктердің әртоптан екеуден құрылуы, қарапайым қатардағы құрамын т е р м о п а р деп атаймыз, суретте көрсетілген. Жұмыстық немесе ыстық деп аталатын температура t, дәнекерленген болады. Бос немесе салқын деп аталатын температура t₀ да дәнекрленген болады. Термоэлектрлік эффект бос электрондардың металда, бірлік көлемдегі әртүрлі саны металдардың түрлері үшін барлығы түсіндіреледі.

Бағыттауға қайтадан қарағанда, металдың диффундирланған артық мөлшері металл электронның температурасында t дәнекерленген.
Сондықтан металл оң зарядталады, ал металл – теріс. Тепе-теңдіктің жылжымалы күйі электронның электрлікөрісіндегі диффузияның жылдамдығы олардың қайтадан өтетін жылдамдығына тең, бұл жерде электр өрісінің кедергісі диффузияға әсерлесіп пайда болады. Түрлі потенциялардың пайда болуымен жолсеріктердің арасы, бұл – термоэлектродтың қозғалыс күші (Т.Э.Қ.К). Т.Э.Қ.К қарапайым қатарының жалпы саны (қатарды сағат тілінің бағыттамасына қарсы тексеріп шығады):
E₁₂ (tt₀) =e₁₂(t)+e₂₁(t₀),
мұндағы E₁₂ (tt₀) Т.Э.Қ.К жалпы саны, ұзындығы бойынша жолсеріктің температурасының градиені мен дәнекерінің диффузиялық әрекетін анықтайды, V;

e₁₂(t) және e₂₁(t₀) - Т.Э.Қ.К потенциалдарының түрлі контактісі мен проводниктің (жолсерік) соңғы температурасының түрлі себептері, V;

Егер температураның дәнекерлігі бірдей болса, онда Т.Э.Қ.К қатары нөлге тең, ал Т.Э.Қ.К түсқағазын дәнекрлеп шығарса, онда шамасымен бағытталуы бойынша тең болады. Олай болса, қасында t=t₀ .
E₁₂ (tt₀) =e₁₂(t)+e₂₁(t₀)=0.
Бұл теңдеуден шығатыны
e₁₂(t₀)= - e₂₁(t₀).
Кейін жоғарыдан аламыз.
E₁₂ (tt₀) =e₁₂(t) - e₂₁(t₀).
Осы үлгімен Т.Э.Қ.К функциясының екі ауыспалы шамасы t және t_0, яғни температураларын дәнекерлеуге болады. Тұрақты температурада ұстанатын бірдей дәнекерлеуді, мысалы t₀ – const функционалдық тәуелділігін аламыз:
E₁₂ =(tt₀) =f(t) .
Яғни температураны өлшеу Т.Э.Қ.К термопарын өлшеуге кіреді.

Егер бұл проводниктің соңғы температурасының бірдейлілігінен оның қатарындағы кіріспесімен термопардың үшінші проводнигінің Т.Э.Қ.К өзгермейді. Өлшеу аспабының кедергісі, термопар қатарындағы жалғанған сымдарға бұл кезде қосылады. Өзара жалғасқан екі немесе бірнеше термопар – термобатареяны құрайды.

Егер термопарға жалғанған ізбасары Т.Э.Қ.К үлкенін алу қажет (төмен температурада өлшенген)(сур.); термопарға паралель жалғанған бірнеше нүктедегі ізбасарының температурасын өлшеу қажет (сур.); егер қажетті түрлі температураны өлшесе, онда термопардың жалғанғанын кездестіреміз(сур.). Мұндай термометр дифференциалдық деп аталады.

Проводниктердің өте көп буы бар материалдардың әртүрінен олардың дәнекерленуі Т.Э.Қ.К түрлі етмпературасынан пайда болады. Алайда термометрге жауапты материалдардың бәрі емес, олардың қорытпалары талап етіледі.

Қазіргі уақытта термоэлектрлік материалдардың келесі сапалық стандарты (МЕСТ 6616-61) қабылданып, нәтижесінде термопардың таңдаулы бес түрін көрсетті, бірінші оң электрод деп аталады.

1. 
   ТПП плотинородтық (10%)Rh платиновая термопар.
   
2. 
   Плотинородий (30%)Rh- платинорадиевая (6%)Rh түріндегі термопар ТПР 36/6.
   
3. 
   хромель – алюминиевая түріндегі термопар ТХА.
   
4. 
   хромель – коплевая түріндегі термопар ТХК.
   
5. 
   ТНС болатин НК-СА түріндегі термопар.
   

Әртүрлі себебі бойынша кәсіпорында стандарттан басқа стандартты емес термопарлар қолданылады:

1. 
   Копельдық(копелевая) – темір үшін температуралары ұзақ режимде 600⁰С дейін және қысқа уақытта 800⁰С өлшенеді.
   
2. 
   Копельдық мыс ұзақтығы 300⁰С дейін және қысқа уақыттығы 500⁰С.
   
3. 
   Константандық- мыс тотығу табандылығы мен қалпына келу ортасы 350⁰С дейін.
   
4. 
   Константандық – темір тотығу табандылығы мен қалпына келу ортасы 700⁰С дейін.
   

Термопарды өлшеу құрылысының сенімділігі мен ұзақтығын қамтамасыз ету үшін келесі жауаптар жауап беруі мүмкін:

1. 
   термоэлектродтың ұзақ пайдалануында механикалық қаттылығы сақталады;
   
2. 
   термоэлектродтың біріктірілуінің жұмысы электрлік контактының жақсы және берік бірігуін қамтамасыз етеді;
   
3. 
   барлық ұзындығы бойынша түтікшенің қабырғадан қорғануы мен термоэлектродтың электрлік оқшаулығы барлығы бір-біріне жақсы қатысты;
   
4. 
   айналадағы ортаның ластануы мен бұзылуынана термоэлектродтың бақылау әректі жақсы қорғайды.
   

Біріктіру термопарының қабығын қорғауға жылугенерациясын азайту үшін ашық және қайнаған жылуқабылдағыштың жұмысын қабылданады. Олардың түрі жеткізу функциясы болады:

Т.Э.Қ.К өлшеу үшін термопардың туынды аспаптар жинағы: милливолтметрлер мен потенциометрлер жұмыс жасайды.

Милливольтметрлер құрылысы бойынша тасымалды және стационарлы(қалқанды) болса, термопардың арнаулы жұмысы үшін кешенде шкаласы жазық және қапталды ьолып орналасады. Стационарлық милливольтметрлерде тек градустық шкала болады. Көрсетілген милливольт-амперлер (МПЩ-0.54, МСЩПл-154-екі маркалы ;Ш4500-жаңа маркасы), тура кластары:0,5; 1,0; 1,5; 2,0 - өнеркәсіпте шығарылады. Тасымалды милливольтметрлер екі - градустық және милливольттық немесе бір милливольттық шкалалардан тұрады. Көрстеілген бұл аспаптардың тура кластары 0,2; 0,5; 0,1; болып шығарылған. Милливольтметрдің кедергілерін өлшеу нәтижесінде өзгерістер енгізіліп, жылжымалы бөлшектер және т.б. ысылады.

Т.Э.Қ.К. бұл реохордада өлшенетін температура төмендеу күшіне пропорциогал жасалып , кездесетін негізге Е термопар Т қосылады.

Егер қуаттың төмедеуі негізден Е және термопардан Т айрықша болса, онда НП аспабы тізбектегі тоқтан қолма-қол –нөлді көрсетеді.Жүйе өлшенетін дәрежедегі тізбекте тоқтың ығысуы реохордаға қосылып, ползунканың орын ауыстыруына П қатысты болады. Орын ауыстыру ползункасымен бірге бағыттауыш – сілтеме (перо самописцқа) шкалаға қатысты, градустың бірлікке сәйкес, моменттің тепе-теңдіктің төмен көрсетіледі.

Т.Э.Қ.К. сәйкестігі бір немесе бірнеше белгілер үшін ползунканың жағдайына, өлшенген қоректің тізбек тұрақтылығына қажет. Өлшенген тізбектің қоректілігін бақылау үшін потенциометрде бақылау тізбегі қалыпты элементтен ҚЭ(НЭ)(сур.) тұратын қуаты ұзақ уақытқа сақталатын, тұрақты және 1,0186 тең қалыпты элементтің кедергісі R_қэ қарастырылған.

Өлшенер алдында кілт Кл бақылау –К жағдайына қойылады, ал термометр Т өлшенетін тізбектен ағытылады.

Егер қуаттың төмендігі негізден Е және қалыпты элементтің (НЭ) кедергісінен айрықша болса, онда НП аспабы қолма-қол –нөлді көрсетеді.

Сигналдың өзгеруі өлшеу ақпараын, термопардан басталатын, тұрақты тоқтың байланысынан, кіру әрекеті ЭУ беріледі, реверсивтік двигательдің РД айналуын аудару үшін шамасы бойынша қуаттылықтың жеткілікті әрекетімен ауыспалы күш құрылады.

Реверсивтік двигательдің айналу бағыты байланысатын белгіге қатысты, механикалық орынауыстырудың көмегімен реохорданың қозғалысына дейін беріледі, әзірше байланыстық сигнал нөлге тең болмайды, яғни жүйеде тепе-теңдік өтпейді. Реверсивтік двигательдің қозғалысы потенциометрдің көрстеуші мен жазушы құрылысының орын ауыстыруымен байлансты.

Ақпараттық кіріспесі үшін термоэлектрден құралатын ЭЕМ немесе автоматты реттеу жүйесі кең қабылданып, өлшенетін мұндай жобалық құрастырылу үшін, термопардың сигналы тұрақты тоқтың үйлесімдік сигналымен 0-5мА құрастырылады.

Автоматты электрондық потенциометрдің динамикалық қасиеті жеткізу функциясымен жазылады:
W(p)==1/(Tp+1).
Бұл тұрақты тоқта Т=0,1 t_ш тең, мұндағы t_ш аспаптың барлық шкаласынан өтетін уақытты көрсетеді,С.

Автоматтық потенциометрдің құрылысы, орындалатын функцияны толықтыру бойынша модификациялық қатар болады. Модификацияға тәуелді аспаптардың тура класы 0,25; 0,5; 1,0 тең. Аспаптардың әртүрлі құрылыстарының орындалуы және олардың габариттерінің өлшенген өлешемдері, автоматтық потенциометрдің 13 суретте көрсетілген сызбада практикалық ерекшеленеді.

Егер милливольтметр немесе потенциометрдің бірлік температурсы шкалада градустанса, онда аспатың шкаласында көрсетілген термопардың градустық жинақтағышының жұмысын белгілеу қажет. Егер Т.Э.Қ.К. бірлік шкаласында көрсетілсе, онда олар кез келген термопарлық жинақта жұмыс істеуі мүмкін, сосын градустық таблица бойынша температураны анықтауды білген қажет.
Бақылау сұрақтары

1. 
   Термоэлектрлік әректтің негізгі принципі немен құрылады?
   
2. 
   Дифференциалдық термопар дегеніміз не?
   
3. 
   Термопар үшін материалдарға қандай талаптар қойлады?
   
4. 
   Стандартты термопарлар мен өлшеу шектері немесе температураның әртүрлі режимдегі жұмыстарны атаңыз.
   
5. 
   Потенциометрде бақылау тізбегі не үшін қарастырылған?
   
6. 
   Милливольтметрлер мен потенциометрдің құрылысын түсіндіріңіз.
   

Ұсынылған әдебиеттер.

1. Фарзане Н.Г Технологиялық аспаптар мен өлешулер:Кітап жоғары оқу орны үшін /Л. В. Ильясов, А. Ю. Азим-заде.Москва:Высшая школа,1989-456б.

2. Котов К. И. Автоматтық технологиялық процесс және бақылау,өлшеу құралы. Шағынпроцессорлық және есептеуіш техника/М.А. Шершевер.-М.:Металлургия,1989.-496б.

3. Гольцман В.А Автоматтық жылулық процесі және бақылау аспаптары. –М: Высшая школа,1980.-240б.

4. Топерверх Н.И Жылу техникасы мен реттеу аспабы/М.Я Шерман. -М.:Металлургия,1976.-510б.

Реферат: Термопарлар.

Реферат: Туынды аспаптардың термопармен жинағының жұмысы.

4 тақырып. Электрлік термометрлер кедергісі (2сағ).

1. 
   Термометрлер кедергісі.
   
2. 
   Туынды аспаптар үшін термометрлер кедергісі.
   

Термометрдің кедергісінің (ТК) негізгі қасиетін өткізгіштің немесе жартылай өткізгіштің өзгеру температуралары өздерінің электрлік кедергілерін өлшеу температурасының өзгеруіне тәуелді. Өткізгіштің (металдың) температуралық коэффициенттері оң, яғни оларда температурасы өссе, кедергісі – азаяды. Өткізгіштердің және жартылай өткізгіштердің белсенді: кедергілері, мұндай бейнеде температураның (t) функциалды түріне тәуелді

Металдық термометрдің кедергісін (ТК) дайындау үшін таза металдар қабылдап, негізгі келесі тораптармен қанағаттандырылады:

1. 
   Aйналадағы бақылау ортасында металл тотығуға міндетті емес және химиялық өзара кіріседі.
   
2. 
   Электрлік кедергінің температуралық коэффициенті жеткілікті және өзгермейтін болуы тиіс. Металдар үшін, ТК температуралық коэффициенті қабылданып интервалдар арасы 0 мен 100⁰С-та анықталады. Онда =(1/⁰С-та) ол мынадан тәуелді болады:
   
   
   жүктеу 1,45 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: