Источник: Касавин А.Д. Приборы и системы управления [Текст] / А. Д. Касавин. — М.: Металлургиздат., 1991, — 454 с.
Для измерения температуры служат первичные преобразователи температуры - термодатчики (термопреобразователи). В промышленности, как правило, используются две разновидности датчиков температуры - термопары и термосопротивления. Термормосопротивления любого отечественного или иностранного производителя могут применяться, при условии, что они имеют стандартную градуировку, при этом термосопротивления должны быть электрически изолированы от корпуса.
Термоэлектрические преобразователи (термопары) Существует несколько типов термопар. Самые распространенные термопары - хромель-алюмель ХА (К) и хромель-копель ХК (L). Другие типы - платина-платинородий ПП (S и R), железо-константан ЖК (J), медь-константан МК (T), вольфрам-рений ВР и некоторые другие менее распространены. Термопара дает милливольтовое термоэлектрическое напряжение постоянного тока, величина которого зависит от разницы температуры между горячим и холодным спаем. Величина термоэлектродвижущей силы зависит от указанной разности температур и фиксируется прибором. Термоэлектрическое напряжение усиливается и преобразуется пропорциональный температуре. Измерительным узлом ТП является термоэлектрический чувствительный элемент, представляющий собой два термоэлектрода из платинородиевой и платиновой проволоки или из платинородиевых проволок разных сплавов, сваренных между собой на одном конце. Термоэлектроды по длине изолируются друг от друга, а также от защитной арматуры двухканальными керамическими изоляторами. Концы термопары подсоединены к удлинительным или компенсирующим кабелям или непосредственно к датчику в соединительной головке.
В случае возникновения проблем, связанными с правильностью работы прибора, исправности термопары, компенсационного провода, в качестве первого теста мы рекомендуем погрузить термопару в кипящую воду. Показания прибора не должны отличаться от 100 градусов более чем на 2 градуса. Чем короче термопарные провода, тем меньше на них электрические наводки. Следует учитывать, что конструктивно термопары изготавливаются двух типов - изолированные или неизолированные от корпуса. Одноканальные приборы могут работать с любыми термопарами, а многоканальные - только с изолированными от корпуса термопарами.
Термосопротивления Существуют следующие виды термосопротивлений: медные (ТСМ) так и платиновые (ТСП) термосопротивления. Измерение температуры производится чувствительным элементом (ЧЭ), представляющим собой намотку из медной или платиновой проволоки, или тонкопленочный платиновый ЧЭ. Электрическое сопротивление ЧЭ изменяется с изменением температуры измеряемой среды и однозначно ей соответствует. ЧЭ помещен в защитную арматуру и соединительными проводами подключается к армированным контактам корпуса соединительной головки или (в зависимости от исполнения) соединительным кабелем выведен для дальнейшей коммутации в системах автоматизации. В качестве удлинительных выводов ЧЭ в кабельных ТС используются кабели с минеральной изоляцией из четырех медных или никелевых жил. Соединительная головка изготавливается из пластмассы и состоит из корпуса, крышки, узлов герметизации выводных проводников соединительного кабеля.
При удалении термодатчика на большие расстояния следует применять трехпроводную схему подключения. Третий провод используется для измерения сопротивления подводящих проводов. Все три провода должны быть выполнены из одного и того же медного кабеля сечением не менее 0,5 мм2 и иметь одинаковую длину. Максимальная длина проводов не должна превышать 300 м. Для работы с искрозащитными барьерами требуется четырехпроводная схема подключения термосопротивления.
Разрешение по температуре определяется последней значащей цифрой на индикаторе прибора. Разрешение по температуре следует отличать от точности измерения. Под нормирующим значением принимается алгебраическая разность верхнего и нижнего пределов измерения. Погрешность измерения температуры приборами уменьшается за счет уменьшения диапазона измерения.
Низкая пористость и хрупкость термопар способствует их применению при высоких температурах и агрессивной атмосфере печей. Металлические защитные трубки подвержены влиянию электромагнитных колебаний, которые могут нарушить функцию термопары. Защитные трубки подавляют эти колебания. Термопреобразователи отличает высокая надежность, малые размеры, материалоемкость, улучшенные показатели тепловой инерции. Модель не требует сложных монтажных работ при установке на объекте. Практически незаменимы для труб малого диаметра, где установка средовых преобразователей затруднена или экономически нецелесообразна.