Измерение и контроль температуры

1. Наименование и область применения

Назначение ИС: контроль температуры, обеспечение возможности измерения температуры с помощью терморезистивного преобразователя в напряжение с последующим его усилением и преобразованием в цифровую форму.

2. Основание для разработки

Задание на курсовое проектирование по курсу "Теория измерений" специальности 200101 "Приборостроение".

3. Цель разработки

Целью данной работы является практическое приложение вопросов теории измерений к задачам системотехнического проектирования измерительных устройств, а также изучение принципа действия фотоэлектрических преобразователей и приобретение практических навыков работы с ними.

4. Источники разработки

Е.С. Левшина, П.В. Новицкий: "Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи" / ЭнергоАтомИздат.

П.П. Орнатский: "Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые)" / Издание пятое, 1986 г.

5. Технические требования

5.1 Состав изделия и требования к конструктивному устройству

Принцип действия фотоэлектрического пирометра ФЭП-4 (рис. 5.1) заключается в том, что излучение от объекта измерения 12, вместе с излучением от эталонной лампы 4 в противофазе попадает на фотоэлемент 7. Разность этих световых потоков усиливается усилителем 8 и подаётся на выходной каскад 9, нагрузкой которого является эталонная лампа накаливания 4, последовательно с которой установлено калибровочное сопротивление 10. Падение напряжения на калибровочном сопротивлении изменяется электронным потенциометром II, шкала которого проградуирована в единицах измерения температуры.

Пирометр предназначен для измерения температуры от 500°С до 4000°С. Основная погрешность не превышает ±1%, при измерении температуры не выше 2000°С и 1,5% - при температуре свыше 2000°С.

Рис. 5.1

5.2 Показатели назначения

Пирометр - измерительный прибор для бесконтактного измерения температуры. Представленные приборы основаны на использовании инфракрасного излучения.

Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения излучаемой энергии одной волны в инфракрасном спектре. На сегодня это относительно недорогой бесконтактный метод измерения температуры. Данные устройства могут наводиться на объект с любой дистанции и ограничены лишь диаметром измеряемого пятна и прозрачностью окружающей среды. Они идеальны для переносных моделей, и поэтому могут работать по принципу "навел и выстрелил".

Инфракрасные термометры, часто называемые пирометрами, используют принцип детектора инфракрасного излучения. Интенсивность и спектр излучения зависит от температуры тела. Измеряя характеристики излучения тела, пирометр косвенно определяет температуру его поверхности.

5.2.1 Назначение пирометров

Измерение температуры удаленных и труднодоступных объектов; измерение температуры движущихся частей; обследование частей, находящихся под напряжением; контроль высокотемпературных процессов; регистрация быстро изменяющихся температур; измерение температуры тонкого поверхностного слоя; обследование частей, не допускающих прикосновения; обследование материалов с низкой теплопроводностью или теплоемкостью; экспресс - измерения.

5.2.2 Области применения пирометров

Теплоэнергетика: котлы, турбины, бойлеры, теплотрассы, паропроводы;

электроэнергетика: трансформаторы, кабели, контакты, шины под напряжением; металлургия и металлообработка: печи, станы, прессы; электроника: контроль температуры элементов и деталей; диагностика двигателей внутреннего сгорания; электродвигатели и подшипники; контроль температуры производственных процессов; контроль условий хранения и перевозки пищевых продуктов; обследование зданий и сооружений; системы отопления, вентиляции и кондиционирования; обследование холодильной техники; оснащение пожарных бригад. Основные характеристики пирометров

Диапазон температур и длина волны пирометра

Рабочий диапазон температур пирометра зависит от длины волны излучения, на которое реагирует детектор пирометра. Так как спектр излучения с ростом температуры смещается в сторону коротких волн, высокотемпературные пирометры имеют более короткую длину волны. Для пользователя рабочая длина волны пирометра не имеет значения, его интересует диапазон температур.

Быстродействие пирометра

Так как пирометры применяются в случаях быстрого изменения температуры, быстродействие для них является важной характеристикой. Оно обычно оценивается временем достижения 95% установившегося показания (время установления показания).

Установка излучательной способности

Для точного определения температуры тела по его излучению необходимо знать его излучательную способность (степень черноты). Большинство поверхностей по характеру излучения близки к черному телу, однако некоторые (например, полированные металлы) существенно отличаются. Простые пирометры настроены на фиксированную излучательную способность (чаще всего - 0,95), поэтому при измерении температуры хорошо отражающей поверхности они дают погрешность в несколько градусов. В более сложных пирометрах можно устанавливать излучательную способность, компенсируя эту погрешность. В наиболее совершенных пирометрах имеются встроенные таблицы

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать