Nbsp; LABORARBEIT Nr. 8 Temperaturmessung mit Widerstandsthermometern und Brückenmessschaltungen 1. Zweck der Arbeit. 1.1. Kennenlernen des Funktionsprinzips und
technisches Gerät
Widerstandsthermometer.
1.2. Kennenlernen des Aufbaus und der Funktionsweise automatischer elektronischer Brücken.
1.3. Untersuchung von Zwei- und Dreileiterschaltungen zum Anschluss von Widerstandsthermometern.
Allgemeine Informationen. 2.1. Aufbau und Funktionsweise von Widerstandsthermometern.
Mit Widerstandsthermometern werden Temperaturen im Bereich von -200 bis +650 0 C gemessen.
Das Funktionsprinzip von Metallwiderstandsthermometern basiert auf der Eigenschaft von Leitern, bei Erwärmung den elektrischen Widerstand zu erhöhen. Das wärmeempfindliche Element eines Widerstandsthermometers ist ein dünner Draht (Kupfer oder Platin), der spiralförmig um einen Rahmen gewickelt und von einer Hülle umgeben ist.
Elektrischer Widerstand
Draht bei einer Temperatur von 0 0 C streng definiert. Indem Sie den Widerstand eines Widerstandsthermometers mit einem Gerät messen, können Sie dessen Temperatur genau bestimmen. Die Empfindlichkeit eines Widerstandsthermometers wird durch den Temperaturkoeffizienten des Widerstands des Materials bestimmt, aus dem das Thermometer besteht, d. h. eine relative Widerstandsänderung des wärmeempfindlichen Elements eines Thermometers, wenn es auf 100 °C erhitzt wird. Beispielsweise ändert sich der Widerstand eines Thermometers aus Platindraht um etwa 36 Prozent, wenn sich die Temperatur um 1 °C ändert.
Platin erfüllt die grundlegenden Anforderungen an einen Werkstoff für Widerstandsthermometer am besten. In einer oxidierenden Umgebung ist es selbst bei sehr hohen Temperaturen chemisch inert hohe Temperaturen, schneidet aber in einer Wiederherstellungsumgebung deutlich schlechter ab. In einer reduzierenden Umgebung muss das Messelement eines Platinthermometers abgedichtet werden.
Die Änderung des Platinwiderstands im Temperaturbereich von 0 bis +650 0 C wird durch die Gleichung beschrieben
R t =R o (1+at+bt 2),
wobei R t, R o der Widerstand des Thermometers bei 0 0 C bzw. der Temperatur t ist
a, b sind konstante Koeffizienten, deren Werte durch Kalibrierung des Thermometers anhand der Siedepunkte von Sauerstoff und Wasser bestimmt werden.
Zu den Vorteilen von Kupfer als Material für Widerstandsthermometer zählen die geringen Kosten, die einfache Herstellung in reiner Form, der relativ hohe Temperaturkoeffizient und die lineare Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur:
R t =R o (1+at),
wo R t, R o - Widerstand des Thermometermaterials bei 0 0 C bzw. Temperatur t;
a – Temperaturkoeffizient des Widerstands (a = 4,26*E-3 1/Grad)
Zu den Nachteilen von Kupferthermometern gehört die geringe Temperatur Widerstand und leichte Oxidation bei Temperaturen über 100 0 C. Wärmewiderstände von Halbleitern. Ein wesentlicher Vorteil von Halbleitern ist ihr großer Temperaturkoeffizient des Widerstands. Aufgrund der geringen Leitfähigkeit von Halbleitern können aus ihnen außerdem kleine Thermometer mit hohem Anfangswiderstand hergestellt werden, wodurch der Widerstand von Verbindungsdrähten und anderen Elementen vernachlässigt werden kann Elektrischer Schaltplan Thermometer. Eine Besonderheit von Halbleiter-Widerstandsthermometern ist der negative Temperaturkoeffizient des Widerstands. Daher nimmt der Widerstand von Halbleitern mit steigender Temperatur ab.
Zur Herstellung von Halbleiter-Wärmewiderständen werden Oxide von Titan, Magnesium, Eisen, Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer usw. oder Kristalle bestimmter Metalle (z. B. Germanium) mit verschiedenen Verunreinigungen verwendet. Die Wärmewiderstandstypen MMT-1, MMT-4, MMT-5, KMT-1 und KMT-4 werden am häufigsten zur Temperaturmessung verwendet. Bei allen thermischen Widerständen der Typen MMT und KMT im Betriebstemperaturbereich ändert sich der Widerstand mit der Temperatur nach einem Exponentialgesetz.
Platin-Widerstandsthermometer (PRT) für Temperaturen von -200 bis +180 0 C und Kupfer-Widerstandsthermometer (RCT) für Temperaturen von -60 bis +180 0 C werden kommerziell hergestellt. Innerhalb dieser Temperaturbereiche gibt es mehrere Standardskalen.
Alle kommerziell hergestellten Platin-Widerstandsthermometer verfügen über Symbole: 50P, 100P, was bei 0 0 C 50 Ohm und 100 Ohm entspricht. Kupferwiderstandsthermometer werden mit 50M und 100M bezeichnet.
Die Widerstandsmessung von Widerstandsthermometern erfolgt in der Regel über Brückenmessschaltungen (symmetrische und unsymmetrische Brücken).
2.2. Bau und Betrieb automatischer elektronischer Ausgleichsbrücken.
Automatische elektronische Brücken sind Geräte, die mit verschiedenen Sensoren arbeiten, bei denen der gemessene Prozessparameter (Temperatur, Druck usw.) in eine Widerstandsänderung umgewandelt werden kann. Die am weitesten verbreiteten automatischen elektronischen Brücken werden als Sekundärgeräte beim Arbeiten mit Widerstandsthermometern verwendet.
Schematische Darstellung Die ausgewogene Brücke ist in Abb. 1 dargestellt. Abbildung 1-a zeigt ein Diagramm einer symmetrischen Brücke mit einer Zweidrahtverbindung des gemessenen Widerstands Rt, die zusammen mit den Verbindungsdrähten den Arm der Brücke bildet. Die Arme R1 und R2 haben einen konstanten Widerstand und der Arm R3 ist ein Fluss (variabler Widerstand). Diagonal ab umfasst die Stromversorgung der Schaltung und Diagonal cd umfasst Nullgerät 2.
Abb.1. Schematische Darstellung einer symmetrischen Brücke.
a) Zweileiter-Anschlussplan
b) Dreileiter-Anschlussplan.
Entlang des Rheochords befindet sich die Brückenskala, deren Widerstand bei einer Änderung von Rt durch Verschieben des Schiebers 1 so lange verändert wird, bis der Nullzeiger des Instruments 2 auf Null steht. In der Messdiagonale fließt in diesem Moment kein Strom. Motor 1 ist mit dem Skalenzeiger verbunden.
Wenn die Brücke im Gleichgewicht ist, gilt die Gleichheit
R1*R3=R2*(Rt+2*Rpr)
Rt=(R1/R2)*R3-2*Rpr
Das Widerstandsverhältnis R1/R2 sowie der Widerstand der Anschlussdrähte Rpr für eine gegebene Brücke sind konstante Werte. Daher entspricht jeder Wert von Rt einem bestimmten Widerstand des Rheochords R3, dessen Skala entweder in Ohm oder in Einheiten der nichtelektrischen Größe kalibriert ist, die die Schaltung messen soll, beispielsweise in Grad Celsius.
Wenn der Sensor über lange Leitungen in einer Zweileiterschaltung mit der Brücke verbunden ist, ändert sich der Widerstand abhängig von der Temperatur Umfeld(Luft) kann zu erheblichen Fehlern bei der Messung des Widerstands Rt führen. Eine radikale Möglichkeit, diesen Fehler zu beheben, besteht darin, die Zweileiterschaltung durch eine Dreileiterschaltung zu ersetzen (Abb. 1-b).
In einer symmetrischen Brückenschaltung hat eine Änderung der Versorgungsspannung keinen Einfluss auf die Messergebnisse.
Bei automatisch ausgeglichenen elektronischen Brücken wird die folgende Schaltung zum Abgleichen der Schaltung verwendet. Das schematische Diagramm einer elektronischen Brücke vom Typ KSM ist in Abb. 2 dargestellt. Die Funktionsweise der elektronischen Brücke basiert auf dem Prinzip der Widerstandsmessung mit der Gleichgewichtsbrückenmethode.
Die Brückenschaltung besteht aus drei Zweigen mit den Widerständen R1, R2, R3, einem Rheochord R und einem vierten Zweig, der den gemessenen Widerstand Rt enthält. An den Punkten c und d ist eine Stromquelle angeschlossen.
Bei der Ermittlung des Widerstandswertes erzeugen die entlang der Brückenzweige fließenden Ströme an den Punkten a und b eine Spannung, die von dem an diese Punkte angeschlossenen Nullanzeiger 1 erfasst wird. Durch Bewegen des Motors 2 des Rheochords R mithilfe des Umkehrmotors 4 ist es möglich, eine Gleichgewichtsposition des Stromkreises zu finden, bei der die Spannungen an den Punkten a und b gleich sind. Daher können Sie anhand der Position des Schiebemotors 2 den Wert des gemessenen Widerstands Rt ermitteln.
Im Moment des Gleichgewichts des Messkreises bestimmt die Position des Pfeils 3 den Wert der gemessenen Temperatur (Widerstand Rt). Die gemessene Temperatur wird mit Stift 5 in Diagramm 6 aufgezeichnet.
Elektronische Brücken werden entsprechend der Anzahl der Mess- und Aufzeichnungspunkte in Einpunkt- und Mehrpunktgeräte (3-, 6-, 12- und 24-Punkt) mit Streifendiagramm und Geräte mit Scheibendiagramm unterteilt. Elektronische Brücken werden in den Genauigkeitsklassen 0,5 und 0,25 hergestellt.
Das Aufzeichnungsgerät eines Mehrpunktinstruments besteht aus einer Drucktrommel, auf deren Oberfläche Punkte und Zahlen aufgedruckt sind.
Die Geräte werden aus einem Wechselstromnetz mit Spannungen von 127 und 220 V gespeist, und der Messkreis der Brücke wird mit einem Gleichstrom von 6,3 V von einem Leistungstransformatorgerät gespeist. Geräte, die mit einem Trockenelement betrieben werden, werden in Fällen verwendet, in denen der Sensor in feuergefährdeten Bereichen installiert wird.
Kalibrierung des Temperatursensors
Der Widerstandswärmewandler wird über Kupferdrähte (manchmal auch Aluminiumdrähte) mit dem Messgerät verbunden, deren Querschnitt, Länge und damit der Widerstand durch die spezifischen Messbedingungen bestimmt werden.
Je nach Anschlussart des Widerstandsthermowandlers an das Messgerät – je nach Zweileiter- oder Dreileiterschaltung (Abb. 1, Option „a“ und „b“) – wird der Widerstand der Leitungen vollständig berücksichtigt in einem Zweig der Brückenschaltung des Geräts oder wird zu gleichen Teilen auf dessen Zweige aufgeteilt. In beiden Fällen werden die Messwerte des Gerätes nicht nur durch den Widerstand des Widerstandsthermowandlers, sondern auch durch die Anschlussdrähte bestimmt. Der Einfluss der Anschlussdrähte auf die Messwerte des Instruments hängt vom Wert ihres Widerstands ab. Unter jeder spezifischen Messbedingung, d. h. Für jeden spezifischen Wert dieses Widerstands sind die Messwerte desselben Geräts, das dieselbe Temperatur misst (wenn der Wärmewandler denselben Widerstand hat), unterschiedlich. Um diese Unsicherheit zu beseitigen Messgeräte sind auf einen bestimmten Standardwiderstand der Anschlussdrähte kalibriert, der auf ihrer Skala unbedingt durch Aufschrift angegeben werden muss, zum Beispiel R in = 5 Ohm. Wenn während des Betriebs des Geräts die Verbindungsleitung den gleichen Widerstand aufweist, sind die Messwerte des Geräts korrekt. Daher muss vor den Messungen eine Justierung der Verbindungsleitung durchgeführt werden, die darin besteht, deren Widerstand auf den angegebenen Kalibrierwert R ext zu bringen.
Der Widerstand der Verbindungsleitung entspricht auch bei sorgfältiger Justierung nur dann dem Kalibrierwert, wenn die Umgebungstemperatur nicht von der Temperatur abweicht, bei der die Justierung vorgenommen wurde. Eine Änderung der Leitungstemperatur führt zu einer Widerstandsänderung der Kupfer- (Aluminium-)Drähte, einer Verletzung des korrekten Sitzes und letztendlich zum Auftreten eines Temperaturfehlers in den Gerätemesswerten. Dieser Fehler macht sich besonders bei einer 2-Draht-Kommunikationsleitung bemerkbar, wenn der Temperaturanstieg des Leitungswiderstands nur in einem Zweig der Brückenschaltung auftritt. Bei einer 3-Draht-Leitung wird der Temperaturanstieg des Leitungswiderstands von zwei benachbarten Zweigen aufgenommen und der Zustand der Brückenschaltung ändert sich weniger als im ersten Fall. Dadurch ist der Temperaturfehler kleiner. Daher ist trotz des höheren Materialverbrauchs für die Herstellung der Anschlussdrähte eine 3-Draht-Leitung vorzuziehen.
Die Reihenfolge der Arbeit.
4.1. Machen Sie sich mit der Funktionsweise und dem Aufbau von Widerstandsthermometern und elektrischen Geräten des Standes vertraut. Bauen Sie einen Zweileiter-Messkreis gemäß Abb. auf. 3a.
4.2. Stellen Sie den Kippschalter auf die 2-Draht-Position und den Schalter auf Position 0.
4.3. Stellen Sie die MS-Brücke, die ein Widerstandsthermometer simuliert, auf einen Widerstand in Ohm ein, der den Tabellendaten (Tabelle 1) entspricht, messen Sie die Temperatur bei 0 °C auf der MPR51-Skala ab und berechnen Sie den absoluten und relativen Fehler der in Tabelle 1 angegebenen Messungen die Temperaturen.
Untersuchung einer 2-Leiter-Schaltung.
4.4. Stellen Sie den Kippschalter auf die Position 2-Leiter-Anschlussplan.
4.5. Stellen Sie den Widerstandsschalter der Anschlussdrähte auf Position 1 (entspricht R pr = 1,72 Ohm).
4.6. Führen Sie Punkt 4.3 durch und tragen Sie die Messergebnisse entsprechend dem 2-Leiter-Anschlussplan mit R pr = 1,72 Ohm in Tabelle 1 in den Zeilen 5-7 ein.
4.7. Stellen Sie den Widerstandsschalter der Anschlussdrähte auf Position 2 (entspricht R pr =5 Ohm).
4.8. Führen Sie Punkt 4.3 aus und tragen Sie die Messergebnisse entsprechend dem 2-Leiter-Anschlussplan mit R pr = 5 Ohm in die Tabelle 1 in den Zeilen 8-10 ein.
Untersuchung einer 3-Leiter-Schaltung.
4.9. Stellen Sie den Kippschalter auf die Position 3-Leiter-Anschlussplan (Abb. 3 b).
4.10.Erfüllen Sie die Punkte 4.5-4.8 und tragen Sie die Ergebnisse entsprechend den Widerständen der Anschlussdrähte R pr = 1,72 Ohm und R pr = 5 Ohm in die Zeilen 11-16 der Tabelle 1 ein.
4.11. Stellen Sie eine Analyse der Genauigkeit von Messungen mit einem Zweileiter- und Dreileiter-Messkreis bereit.
4.12. Der Bericht liefert Schlussfolgerungen basierend auf dem Testprotokoll (Tabelle 1).
Testfragen.
1. Nennen Sie die Arten von Widerstandsthermometern und deren Funktionsweise.
2. Nennen Sie die Vor- und Nachteile von Widerstandsthermometern.
3. Nennen Sie Beispiele für den Einsatz von Widerstandsthermometern in automatischen Steuer- und Regelsystemen.
4. Wozu dienen automatische elektronische Ausgleichsbrücken?
5. Funktionsprinzip symmetrischer Brücken.
Kalibrierung eines externen Temperatursensors zur Messung der Ionenkonzentration im automatischen Temperaturkompensationsmodus (Typ TD-1, TKA-4 usw. mit einem Widerstand des empfindlichen Elements von nicht mehr als 5 kOhm) wird durchgeführt, um die Temperaturempfindlichkeit im Automatikmodus an mehreren Punkten (von 2 bis 5) einzustellen. Die Kalibrierung muss mit einem Thermostat durchgeführt werden, der sicherstellt, dass die eingestellte Temperatur mit einer Genauigkeit von nicht weniger als 0,1 °C aufrechterhalten wird.
Schließen Sie den Temperatursensor an den Stecker an "Sensor" oder "DAS 2 » Messumformer. Schalten Sie den Analysator ein und rufen Sie den Modus auf „Zusätzlicher Modus“ und drücken Sie die Taste "EINGEBEN".
Knöpfe “ “ Und “ “ Option auswählen „Gradthermometer“ und drücken Sie die Taste "EINGEBEN". Um in den Thermometerkalibrierungsmodus zu gelangen, müssen Sie ein Passwort eingeben. Auf dem Display wird angezeigt
PASSWORT EINGEBEN
Nummer eingeben
Sie müssen eine Zahl über die Tastatur eingeben "314" und drücken Sie die Taste "EINGEBEN".
Geben Sie die Anzahl der Abschlusspunkte ein. Klicken Sie dazu auf die Schaltfläche "N".Auf dem Display erscheint folgende Meldung:
Anzahl der Punkte
Knöpfe “ “ Und “ “ Stellen Sie die erforderliche Anzahl an Kalibrierungspunkten ein und drücken Sie die Taste "EINGEBEN". In diesem Fall erscheint auf dem Display ein Fenster mit dem Wert der Lösungstemperatur in der oberen Zeile, der bedingten Kalibrierungsnummer und der Nummer des Kalibrierungspunkts in der unteren Zeile, zum Beispiel:
25,00 0С
xxxxx.xxx n1
Stellen Sie die Wassertemperatur im Thermostat am Anfang des Temperaturkompensationsbereichs ein, zum Beispiel (5 0,5) 0 C. Gehen Sie zum ersten Kalibrierungspunkt. Klicken Sie dazu auf “ “ Wählen Sie das Fenster mit der Abschlusspunktnummer in der unteren Zeile aus n1. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche „Izm“. Auf dem Display wird ein sich ändernder Kalibrierungswert angezeigt.
Zahlen. Nachdem Sie den konstanten Wert ermittelt haben, drücken Sie die Taste "EINGEBEN".Nach der Nachricht:
Geben Sie eine Änderung ein?
JA – EINGEBEN NEIN – ABBRECHEN
Klicken Sie auf die Schaltfläche "EINGEBEN". Klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Nummer". Es erscheint eine Meldung „Nummer eingeben“. Geben Sie die vom Referenzthermometer gemessene Temperatur ein und drücken Sie die Taste "EINGEBEN".Nach der Nachricht
Geben Sie eine Änderung ein?
JA – EINGEBEN NEIN – ABBRECHEN
Drücken Sie die Tasten nacheinander "EINGEBEN".
Kalibrieren Sie auf ähnliche Weise die übrigen Temperaturpunkte, beispielsweise bei den Temperaturen (20 0,5) 0 C und (35 0,5) 0 C.
Dadurch wird die Temperaturempfindlichkeit des Geräts automatisch angepasst.
3.6. Anweisungen zur Überprüfung
3.6.1. Alle neu hergestellten, außerstandgesetzten und in Betrieb befindlichen Analysegeräte unterliegen der Eichung.
3.6.2. Die regelmäßige Überprüfung der Analysatoren muss mindestens einmal im Jahr durch die Gebietskörperschaften des messtechnischen Dienstes von Gosstandart durchgeführt werden.
3.6.3. Die Überprüfung der Analysatoren erfolgt gemäß der „Verifizierungsmethodik“.
3.7. Anforderungen an die Qualifikation des Darstellers
Zur Durchführung von Messungen und Prozessergebnissen sind Personen mit höherer oder weiterführender Fachausbildung berechtigt, die über eine entsprechende Ausbildung verfügen, Erfahrung in der Arbeit in einem chemischen Labor haben und sich jährlich einem Sicherheitswissenstest unterziehen müssen.
3.8. Sicherheitsmaßnahmen
3.8.1. Hinsichtlich der Sicherheitsanforderungen erfüllt das Gerät die Anforderungen der GOST 26104, Schutzklasse III.
3.8.2. Bei der Durchführung von Prüfungen und Messungen sind die Sicherheitsanforderungen gemäß GOST 12.1.005, GOST 12.3.019 zu beachten.
3.8.3. Bei der Arbeit mit Analysegeräten müssen Sie Leistung erbringen allgemeine Regeln Arbeiten mit Elektroinstallationen bis 1000 V und den Anforderungen der „Grundregeln“. sicheres Arbeiten im chemischen Labor“, M; Chemie, 1979-205 S.
4. REPARATUR
4.1. Reparaturbedingungen
Analysatoren sind komplexe elektronische Geräte, daher dürfen sie im Rahmen der Servicebedingungen von qualifiziertem Personal des Herstellers oder offiziellen Vertretern repariert werden. Nach der Reparatur ist es zwingend erforderlich, die wichtigsten technischen Eigenschaften des Geräts gemäß der „Verifizierungsmethodik“ zu überprüfen.
Bei der Reparatur von Analysatoren sind Sicherheitsmaßnahmen gemäß den aktuellen Regeln für den Betrieb elektrischer Anlagen bis 1000 V zu treffen.
4.2. Mögliche Störungen und Möglichkeiten zu deren Beseitigung
Eine Liste einiger der häufigsten bzw mögliche Fehlfunktionen Analysegeräte, ihre Symptome und Lösungen sind in Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4.1
|
Name der Störung und äußere Erscheinung |
Wahrscheinliche Ursachen |
Heilmittel |
|
Nach dem Einschalten des Analysators werden auf dem Indikator keine Informationen angezeigt |
1. Es sind keine Batterien vorhanden oder diese sind vollständig entladen 2. Es liegt keine Spannung im Netzwerk an 3. Das Netzteil ist defekt 4. Batterie schwach |
1. Batterien einlegen oder austauschen 2. Schließen Sie das Netzteil an eine funktionierende Steckdose an 3. Ersetzen Sie das Netzteil 4. Laden Sie den Akku auf, indem Sie das Netzteil anschließen |
|
Nach dem Einschalten des Analysators erscheint auf der Anzeige die Anzeige „Batterien wechseln“. |
Die Batterien sind schwach |
Ersetzen Sie die Batterien |
Andere Fehler werden vom Hersteller behoben.
Der Kalibrator kann entweder als Trockenblock oder als Flüssigkeitsthermostat verwendet werden. Der Kalibrator nutzt die einzigartige gasbetriebene Stirling-Wärmepumpentechnologie (FPSC), um den Thermostat auf -100 °C abzukühlen. Aussehen Arbeitsplatz ist in Abbildung 4 dargestellt.
Abbildung 4 – Erscheinungsbild des Arbeitsplatzes
Der Thermostat des Kalibrators verfügt über zwei Zonen mit getrennter Regelung. Der Regler der unteren Zone hält den eingestellten Temperaturwert aufrecht und der obere hält einen Temperaturunterschied von „Null“ relativ zur unteren Zone aufrecht. Diese Methode gewährleistet eine hohe Temperaturgleichmäßigkeit Arbeitsbereich und geringer Fehler seiner Zuordnung.
Der Kalibrator ist mit einer Schaltung zur Messung des Signals eines externen Referenzwiderstandsthermometers ausgestattet. Ein solches Thermometer wird neben dem zu verifizierenden Sensor installiert und an einen speziellen Anschluss am Kalibrator angeschlossen. Dies vereinfacht die Kalibrierung mit der Vergleichsmethode, die einen deutlich geringeren Fehler aufweist, erheblich.
Der Kalibrator ist mit einer DLC-Schaltung ausgestattet – eine dynamische Kompensation des Einflusses von Wärmeverlusten durch die zu verifizierenden Sensoren. Das DLC-Thermometer wird neben dem zu überprüfenden Sensor installiert, misst die Temperaturdifferenz im Arbeitsbereich des Einsatzrohrs und steuert den Regler der oberen Zone des Thermostats. Dies gewährleistet eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung im Arbeitsbereich bis zu 60 mm vom Rohrboden entfernt, unabhängig von der Anzahl und/oder dem Durchmesser der eingesetzten Sensoren.
Mit dem Kalibrator können Sie die Signale von verifizierten Thermoelementen und Widerstandsthermometern (mV, Ohm, V, mA) nach GOST, IEC und DIN messen.
Einzigartige Funktionen:
Die niedrigste Grenze der negativen Temperatur liegt bei -100 °C;
Extrem hohe Stabilität;
Hohe Temperaturgleichmäßigkeit im Arbeitsbereich bis 60 mm vom Boden des Einsatzrohres;
Geringer Fehler;
Eine einzigartige Schaltung zur dynamischen Kompensation des Einflusses der Thermostatbelastung;
Schnelles Aufheizen, Abkühlen;
Vollständiger Ausgleich des Einflusses von Überspannungen und Instabilität der Netzstromversorgung;
Eingebaute Mittel zur Messung der Ausgangssignale verschiedener Temperatursensoren;
Eingebauter Schaltkreis zur Messung des Signals eines externen Referenz-Smart-Widerstandsthermometers, in dessen Speicher einzelne Kalibrierkoeffizienten gespeichert sind;
Speichern der Kalibrierungs-/Verifizierungsergebnisse im internen Speicher des Kalibrators;
Freundliche russifizierte menübasierte Benutzeroberfläche;
Vollständige Automatisierung der Überprüfung/Kalibrierung von Temperatursensoren sowohl im Standalone-Modus als auch bei der Arbeit mit einem PC unter Softwaresteuerung, einschließlich der gleichzeitigen Überprüfung mehrerer Sensoren mithilfe von ASM-R-Schaltern.
Zusätzlich zur Sicherstellung der Einstellung der Temperatureinstellungen führt der Kalibrator automatisch eine Überprüfung/Kalibrierung im schrittweisen Temperaturänderungsmodus sowie (in Version B) eine Kalibrierung des Thermorelais durch.
Russifizierte Software ermöglicht Ihnen:
Überprüfen Sie Temperatursensoren im automatischen Modus oder laden Sie Verifizierungs-/Kalibrierungsaufgaben in den Kalibrator und übertragen Sie die Verifizierungsergebnisse nach der Durchführung im Offline-Modus auf einen PC.
Kalibrieren Sie den Kalibrator für Temperatur und elektrische Signale neu.
Die Software bietet Zugriff auf die Steuerung aller Funktionen von Kalibratoren und ermöglicht Ihnen darüber hinaus, mehrere Kalibrierungsaufgaben in den Kalibrator zu laden und nach deren Abschluss im autonomen oder automatischen Modus die Ergebnisse zur Verarbeitung und Speicherung auf einen PC zu übertragen.
Mit der Software können Sie das interne („READ“) Thermometer der Kalibratoren sowie die Messkanäle anpassen elektrische Größen, einschließlich des externen („TRUE“) Thermometerkanals. Gegeben Software ermöglicht das Laden einer Kalibrierkennlinie für einen externen hochpräzisen Widerstands-Wärmewandler in den Kalibrator.
Softwarestruktur:
Unterstützung für eichfähige/kalibrierte Temperaturmessgeräte;
Konfigurieren des Verifizierungs-/Kalibrierungsschemas für Temperaturmessgeräte;
Zeitplaner für die Überprüfung/Kalibrierung von Temperaturmessgeräten;
Verifizierung/Kalibrierung von Temperaturmessgeräten am PC.
Anschlüsse zum Anschließen an einen Computer sowie zum Anschließen externe Geräte sind in Abbildung 5 dargestellt.
Abbildung 5 – Digitale Anschlüsse.
Für bestimmte Steuerungszwecke, beispielsweise zur Steuerung einer Heizungsanlage, kann es wichtig sein, die Temperaturdifferenz zu messen. Diese Messung kann insbesondere anhand der Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur bzw. Eintritts- und Austrittstemperatur erfolgen.
Reis. 7.37. Messbrücke zur Bestimmung absoluter Temperaturwerte und Temperaturdifferenzen an 2 Punkten; U Br – Brückenspannung.
Der prinzipielle Aufbau des Messkreises ist in Abb. dargestellt. 7.37. Die Schaltung besteht aus zwei Wheatstone-Brücken, wobei der mittlere Zweig (R3 – R4) beider Brücken genutzt wird. Die Spannung zwischen Punkt 1 und 2 gibt die Temperaturdifferenz zwischen Sensor 1 und 2 an, während die Spannung zwischen Punkt 2 und 3 der Temperatur von Sensor 2 und zwischen Punkt 3 und 1 der Temperatur von Sensor 1 entspricht.
Die gleichzeitige Messung der Temperatur T 1 oder T 2 und der Temperaturdifferenz T 1 - T 2 ist wichtig für die Bestimmung des thermischen Wirkungsgrades einer Wärmekraftmaschine (Carnot-Prozess). Der Wirkungsgrad W ergibt sich bekanntlich aus der Gleichung W = (T 1 – T 2)/T 1 = ∆T)/T 1.
Um dies zu bestimmen, müssen Sie also nur das Verhältnis zweier Spannungen ∆U D 2 und ∆U D 1 zwischen den Punkten 1 und 2 und zwischen den Punkten 2 und 3 ermitteln.
Zur Feinabstimmung der beschriebenen Instrumente zur Temperaturmessung sind relativ teure Kalibriergeräte erforderlich. Für den Temperaturbereich 0...100°C stehen dem Anwender durchaus zugängliche Referenztemperaturen zur Verfügung, da 0°C bzw. 100°C per Definition die Kristallisations- bzw. Siedepunkte von reinem Wasser sind.
Die Kalibrierung bei 0 °C (273,15 °K) erfolgt in Wasser mit schmelzendem Eis. Dazu wird ein isoliertes Gefäß (zum Beispiel eine Thermoskanne) mit stark zerkleinerten Eisstücken gefüllt und mit Wasser aufgefüllt. Nach wenigen Minuten erreicht die Temperatur in diesem Bad genau 0°C. Durch Eintauchen des Temperatursensors in dieses Bad werden Sensorwerte erhalten, die 0 °C entsprechen.
Sie verhalten sich ähnlich, wenn sie bei 100 °C (373,15 K) kalibriert werden. Ein Metallgefäß (z. B. ein Topf) wird zur Hälfte mit Wasser gefüllt. Selbstverständlich darf das Gefäß keine Ablagerungen (Zunder) an den Innenwänden aufweisen. Durch Erhitzen des Gefäßes auf einer Heizplatte bringen Sie das Wasser zum Kochen und erreichen so die 100-Grad-Marke, die als zweiter Kalibrierpunkt für das elektronische Thermometer dient.
Um die Linearität eines so kalibrierten Sensors zu überprüfen, ist mindestens ein weiterer Prüfpunkt erforderlich, der möglichst nahe der Mitte des Messbereichs (ca. 50°C) liegen sollte.
Dazu wird das erhitzte Wasser wieder auf den vorgegebenen Bereich abgekühlt und seine Temperatur mit einem kalibrierten Quecksilberthermometer mit einer Genauigkeit von 0,1 °C genau bestimmt. Bei Temperaturen um die 40 °C bietet sich hierfür die Verwendung eines medizinischen Thermometers an. Durch die genaue Messung der Wassertemperatur und der Ausgangsspannung erhält man einen dritten Referenzpunkt, der als Maß für die Linearität des Sensors angesehen werden kann.
Zwei verschiedene Sensoren, die mit der oben beschriebenen Methode kalibriert wurden, liefern trotz ihrer unterschiedlichen Eigenschaften identische Messwerte an den Punkten P 1 und P 2 (Abb. 7.38). Eine zusätzliche Messung, beispielsweise der Körpertemperatur, offenbart die Nichtlinearität der Kennlinie IN Sensor 2 am Punkt P 1. Lineare Kennlinie A Sensor 1 am Punkt P 3 entspricht genau 36,5 % der Gesamtspannung im Messbereich, während die nichtlineare Kennlinie B einer deutlich niedrigeren Spannung entspricht.
Reis. 7.38. Bestimmung der Linearität der Sensoreigenschaften im Bereich 0...100ºС. Linear ( A) und nichtlinear ( IN) Die Eigenschaften der Sensoren stimmen an den Referenzpunkten 0 und 100 ° C überein.
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Temperatursensoren aus Platin und Nickel
Thermoelement
Silizium-Temperatursensoren
Integrierte Temperatursensoren
Temperaturregler
Thermistoren mit negativem TCS
Thermistoren mit positivem TCR
Füllstandsensor basierend auf einem Thermistor mit positivem TCR
Temperaturdifferenzmessung und Sensorkalibrierung
DRUCK-, DURCHFLUSS- UND GESCHWINDIGKEITSSENSOREN
Drucksensoren gehören neben Temperatursensoren zu den am weitesten verbreiteten in der Technik. Für Laien ist die Druckmessung jedoch weniger interessant, da bestehende Drucksensoren relativ teuer sind und nur begrenzte Einsatzmöglichkeiten haben. Schauen wir uns trotzdem einige Möglichkeiten an, sie zu verwenden.
Anhang Nr. 4: Kalibrierung des Temperatursensors.
Bei der Freigabe aus der Produktion wird der im amperometrischen Sensor eingebaute Temperatursensor mit einer Methode kalibriert, deren Ausführungsalgorithmus im Servicemenü des Analysators aufgezeichnet ist. Sie sollten den Temperatursensor nur dann kalibrieren, wenn Sie ihn durch einen neuen ersetzen. Schließen Sie in diesem Fall den neuen Sensor an das Messgerät an und schalten Sie das Analysegerät ein. Um den Temperatursensor zu kalibrieren, müssen Sie die in der Abbildung gezeigte Installation zusammenbauen. Bei dieser Installation ist es notwendig, drei Markierungen auf der Temperaturskala im Bereich von 5–50 °C anzugeben. Wenn Ihr Labor nicht über einen Thermostat verfügt, können Sie drei Markierungen auf der Temperaturskala anbringen, um mehr zu erreichen auf einfache Weise. Dazu benötigen Sie eine Thermoskanne, ein Glas destilliertes Wasser Raumtemperatur Und Kunststoffglas mit Eis. Gießen Sie auf 50 +5 °C erhitztes destilliertes Wasser in eine Thermoskanne. Machen Sie ein Loch mit einem Durchmesser von 10 mm in ein Glas mit Eis. Um den Durchmesser dieses Lochs auf 16 mm zu vergrößern, füllen Sie es mit warmes Wasser. Nach 5-10 Minuten hat das Wasser im Loch eine Eisschmelztemperatur von ~ 0 °C.
Um den Temperatursensor zu kalibrieren, müssen Sie zum Service-Kalibrierungsmenü gehen. Rufen Sie dazu das Kalibrierungsmenü auf und drücken Sie bei gedrückter „AB“-Taste die „ENTER“-Taste. Wählen Sie im erscheinenden Servicemenü die Option „TEMPERATUR“ und drücken Sie „ENTER“. 
Wählen Sie im sich öffnenden Fenster die Option „Bottom Point“ und drücken Sie „ENTER“.
Tauchen Sie den Sensor und das Referenzthermometer in ein Thermostatglas mit einer Temperatur an der unteren Markierung der Skala: 5+1 o C oder in eine Vertiefung in einem Glas mit Eis. 
Geben Sie im sich öffnenden Fenster mit den Cursortasten die Temperatur des tiefsten Punktes ein und drücken Sie „ENTER“.
Nach der Meldung über die erfolgreiche Kalibrierung des unteren Punktes erscheint erneut das Temperatursensor-Kalibrierungsmenü auf dem Bildschirm. Wählen Sie die Option „Oberster Punkt“ und drücken Sie ENTER.
Tauchen Sie den Sensor und das Referenzthermometer in ein Thermostatglas oder eine Thermoskanne, wobei die Temperatur am oberen Ende der Skala liegt. Warten Sie, bis die Thermometerwerte eingestellt sind, und drücken Sie „ENTER“. 
Lesen Sie den Messwert des Referenzthermometers ab und geben Sie diesen Wert mit den Cursortasten ein.
Wenn Sie eine Meldung über die erfolgreiche Kalibrierung des oberen Punktes erhalten, wird das Temperatursensor-Kalibrierungsmenü erneut auf dem Bildschirm angezeigt. Wählen Sie die Option T-Korrektur und drücken Sie ENTER.
Befolgen Sie die Anweisungen auf dem Display des Analysegeräts und drücken Sie „ENTER“.
Warten Sie, bis sich die Thermometerwerte stabilisiert haben, und drücken Sie „ENTER“. 
Lesen Sie den Temperaturwert vom Referenzthermometer ab und geben Sie diesen Wert über die Tastatur ein. Drücken Sie ENTER.
