Измерение температуры

Длительное время на тепловозах применялись термометры сопротивления типа ТУЭ-48 [7]. Теперь практически на всех магистральных тепловозах устанавливают полупроводниковые термометры сопротивления типа ТП-2. Термометр ТП-2 состоит из приемника типа ПП-2 и указателя типа ТУЭ-8А. Диапазон измерений температуры термометром ТП-2 от 0 до 120° С. Рабочие диапазоны от 15 до 25°С и от 75 до 90° С. Погрешности в рабочих диапазонах не превышают величин приведённых в (табл. 4.2)

Таблица 4.2

В диапазонах от 0 до +10°С и от +100 до +120° С погрешности не оговариваются; в остальных диапазонах они не должны превышать удвоенной величины, приведенной выше.

Термочувствительным элементом термометра ТП-2 (рис.4.4) является полупроводниковый терморезистор Rq. Приемник термометра вместе с встроенным в него терморезистором Rq устанавливают в месте измерения температуры.

Указатель прибора — магнитоэлектрический логометр — включен в диагональ мостовой измерительной схемы. Два плеча этой схемы образуют нерегулируемые резисторы R1 и R2, а два других плеча — нерегулируемый резистор R3 и терморезистор Rq, величина сопротивления которого переменна (зависит от температуры измеряемой среды). Резистор R4 образует полудиагональ моста. Вторую диагональ моста через резистор R5 подключают к источнику питания постоянного тока напряжением 27 В± ±10%. Применение мостовой измерительной схемы существенно повышает чувствительность прибора.

Принципиальная схема электрического термометра сопротивления ТП-2

Рис.4.4

Измерительный механизм логометра состоит из двух подвижных рамок I, II, жестко закрепленных на оси под углом 32° друг к другу. Рамки вращаются в неравномерном магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом (на схеме не показан), и перемещают вдоль шкалы указательную стрелку.

Вращающие моменты рамок I и II направлены навстречу друг другу. При изменении температуры и, следовательно, величины Рис. 15. Принципиальная схема электрического термометра сопротивления ТП-2 Rq изменяются токи в рамках логометра и их моменты. Под действием большего момента рамки начнут поворачиваться по или против часовой стрелки. Поскольку магнитное поле неравномерное, вращающие моменты рамок при их перемещении будут изменяться, причем разность их по мере увеличения угла поворота (по отношению к исходному положению) будет уменьшаться. При некотором угле поворота движущий и противодействующий моменты рамок станут равны, перемещение рамок прекратится, а стрелка прибора укажет новое значение измеряемой температуры.

Из описания видно, что основная особенность логометра состоит в том, что движущий и противодействующий моменты создаются в нем одним и тем же способом (с помощью рамок), в то время как в других измерительных механизмах (амперметрах, вольтметрах и др.) противодействующий момент создают механическим путем с помощью пружины или растяжки. Применение в схеме прибора логометра позволило устранить вредное влияние на точность работы колебаний питающего напряжения. Токи в рамках логометра при этом изменяются, но соотношение их и, следовательно, показание прибора практически остаются неизменными.

При выключенном питании и отсутствии тока рамки логометра занимают произвольное положение, что может ввести в заблуждение машиниста, наблюдающего за прибором. Чтобы этого не происходило, в указателе имеются три пружинки, обеспечивающие возврат рамок в исходное (нулевое) положение при выключенном питании и подвод тока к ним при включенном питании. Эти пружинки называют «безмоментными», так как создаваемый ими момент вращения значительно меньше моментов вращения рамок I, II. Благодаря этому он не оказывает заметного влияния на показания прибора. Сопротивление медного провода рамок логометра при изменении окружающей температуры также изменяется, что вносит существенную погрешность в показания прибора.

Для температурной компенсации последовательно с рамками логометра включены терморезисторы Rt. Температурный коэффициент медного провода рамок положителен, т. е. при увеличении температуры сопротивление рамки увеличивается, а терморезисторов Rt — отрицательный, т. е. при увеличении температуры величина сопротивления Rt уменьшается. В результате суммарная величина сопротивления рамки и терморезистора остается приблизительно постоянной. Для более точной температурной компенсации устанавливают манганиновые резисторы RR. Резисторы Rl, R2, R3, R4 и #5 изготовляют также из манганина — материала, электрическое сопротивление которого мало меняется при изменении температуры. Поэтому для этих резисторов не нужно вводить температурную компенсацию.

Информация по теме:

Особенности видов транспорта, их преимущества и недостатки
Основными видами транспорта в РФ являются железнодорожный, автомобильный, авиационный, трубопроводный, морской и речной. Каждый из данных видов транспорта выполняет в рамках транспортной системы России определенную функцию в соответствии со своими технико-экономическими особенностями, провозной спо ...

Измерение давления
Жидкие и газообразные вещества воздействуют с определенной силой на соприкасающиеся с ними тела. Величина этого воздействия, зависящая от свойств вещества и внешних факторов (температуры, сжатия и др.), характеризуется понятием давление. Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярн ...

Расчёт сопротивлений резисторов ослабления возбуждения
Принимаем 4 ступени ослабления возбуждения с коэффициентами регулирования . На последней ступени ослабления возбуждения в шунтирующей цепи остается только индуктивный шунт. Его сопротивление на основании закона Кирхгофа: Величина сопротивления обмотки возбуждения ориентировочно принимается равной: ...