Т а б л и ц а 4-3
Статические характеристики термопар
|
Максимальная |
|
Зона нечув |
|
Термоэлектроды |
Термо-э. д . е., |
ствительности |
||
рабочая темпера |
||||
мв/'С |
регулятора, |
|||
|
тура, °С |
|
°С |
|
Платинородий-платина |
1300 |
0,012 |
8 |
|
Хромель-алюмель |
900 |
0,042 |
2,5 |
|
Хромель-копель |
600 |
0,086 |
1,2 |
|
Железо-копель |
600 |
0,065 |
1,5 |
|
Нихром-константан |
800 |
0,085 |
1,2 |
Обычно термопары типа ТП используются в интерва ле температур 300—550° С. Зависимость величины э. д. с. от температуры, т. е. статическая характеристика термо пары, в указанном интервале практически линейна и име ет крутизну v « 0,086 мв/°С.
Передаточная функция термопары может быть при
ближенно записана в виде |
|
|
|
^ ( р ) - — — . |
(4-1) |
Постоянная |
времени определяется |
значением Т= |
= 15 -ь 20 сек. |
|
|
Описание стандартных термопар, применяемых в си стемах контроля, мы здесь не приводим. Детальные ис следования [Л. 13] большинства термопар, проведенные при различных условиях теплообмена, показывают, что
передаточная функция для термопар типа |
TXK-V-XV, |
||||
ТХК-146, ТПИ-292-І000, |
ТХК-541 |
с открытым |
спаем |
||
и спаем, припаянным к защитному |
чехлу, |
может |
быть |
||
записана в виде |
|
|
|
|
|
Wz{p)= |
v W v + ' > |
. |
|
(4-2) |
|
Для термопар ТХК-284, ТПП-ІІ, |
ТПП-IV |
|
|||
^з(р)= |
n 4 |
, J r |
. ,.. |
|
(4-3) |
( ' і Р + |
І)(ТІР+ |
і ) |
|
|
|
121
Т а б л и ц а |
4-4 |
|
|
|
|
||
Значения |
постоянных времени термопар |
|
|
|
|||
Тип |
термопары |
Значение а |
|
|
|
||
тхк-хш |
|
« = 2 0 0 |
176 |
34 |
48 |
||
(длиной |
500 |
мм) |
а > 1000 |
149 |
34 |
10 |
|
ТХА-284 |
|
|
а = 6 0 0 |
55 |
14 |
0 |
|
|
|
|
|
а > 2000 |
27 |
4 |
0 |
ТПП - И |
|
|
а > 1 0 0 0 |
36 |
10 |
0 |
|
ТПП-IV |
|
|
а > 1 0 0 0 |
. 15 |
2,5 |
0 |
|
TXK - V - XV |
|
а > 1 0 0 0 |
30 |
15 |
6 |
||
ТХК-246 |
|
|
а = 4 0 0 |
83 |
20 |
10 |
|
|
|
|
|
а = 1 0 0 0 |
32 |
20 |
10 |
ТПИ-292-1000 |
а = 2 0 0 |
83 |
22 |
12 |
|||
|
|
|
|
а = 1 0 0 0 |
31 |
19 |
12 |
ТХК |
с |
открытым |
а = 2 0 0 |
36 |
14 |
24 |
|
спаем |
|
|
|
а = 1 0 0 0 |
13 |
4 |
9 |
ТХК со спаем, при |
а = 2 0 0 |
36 |
9 |
20 |
|||
варенным |
к |
чехлу |
а = 1 0 0 0 |
13 |
2 |
11 |
|
ТХК-541 |
|
|
а = 2 0 0 |
3,5 |
0,9 |
1,2 |
|
|
|
|
|
а > 1000 |
1,5 |
0,6 |
1,2 |
ТХК-920 |
|
|
а = 2 0 0 |
47,5 |
27 |
7,5 |
|
|
|
|
|
а > 1 0 0 0 |
14 |
3 |
1 |
Постоянные времени при небольших значениях коэф фициента теплоотдачи от среды к термобаллону а су щественно зависят от его значения. В неподвижной газо вой среде а « 1 , в воде (неподвижной) а » 1000, при обтекании термобаллона газом или жидкостью а увели чивается. В табл. 4-4 приведены примерные значения по стоянных времени для некоторых типов термопар.
«Скоростные» термопары типов ТПС и ТГС применя ются для получения сигнала, приблизительно пропорцио нального скорости изменения температуры.
Термопара ТПС (рис. 4-3) изготовлена из электродов хромель-копель-хромель (или копель-хромель-копель) диаметром 0,6—0,7 мм. Гильза этой термопары конструк тивно подобна гильзе термопары ТП. В гильзе ТПС раз-
122
мещены два спая, включенные навстречу. Спай / распо ложен в малоинерционном наконечнике на расстоянии примерно 0,5 мм от дна гильзы и именуется малоинерци онным спаем. Спай 2 (инерционный) находится внутри фарфоровой соломки в толстостенной части гильзы 3 на расстоянии около 120 мм от малоинерционного спая. Из менение температуры среды, в которую погружена термо пара, воспринимается малоинерционным спаем, и только спустя некоторое время это изменение температуры вос принимается и инерционным спаем. Некоторое время сохраняется разность температуры между спаями, а на зажимах термопары — э. д. с , которая тем больше, чем выше скорость изменения температуры среды.
Передаточная функция скоростной термопары может быть приближенно записана в виде
(4-4)
|
|
|
|
Тр+l |
рТс+1 |
|
где |
Тс |
— постоянная |
времени |
инерционно |
|
|
го спая. Значение Тс для термопары ТПС |
|
|||||
численно может быть принято равным по |
|
|||||
ловине расстояния между спаями в милли |
|
|||||
метрах. |
|
|
|
|
||
Термопара ТГС предназначена для ус |
|
|||||
тановки |
в газоили воздухопроводах с не |
|
||||
агрессивной средой под давлением, близ |
|
|||||
ким |
к |
|
атмосферному. Она |
изготовлена |
|
|
из электродов хромель-алюмель-хромель |
Рис. 4-3. |
|||||
(или алюмель-хромель-алюмель) диаметром |
Термопара |
|||||
2,5—3 мм. Электроды изолированы друг от |
типа ТПС. |
|||||
друга |
и |
от стенки |
гильзы |
фарфоровыми |
|
|
бусами. Гильза этой термопары подобна гильзе стандарт
ной термопары типа ТХ-ХІП и отличается от |
последней |
только отсутствием днища. Термопара ТГС |
имеет два |
спая. Один из них (малоинерционный) ничем |
не защи |
щен и непосредственно омывается потоком |
газов или |
воздуха, другой (инерционный) размещен внутри гильзы на расстоянии около 120 мм от малоинерционного.
Передаточная функция ТГС аналогична передаточ ной функции ТПС (4-4). Значение v = 0,042 для электро дов хромель-алюмель. Значение постоянных времени при
омывании потоком горячих газов |
Т=50-ь70 сек; |
Тс=^ |
= 1604-180 сек при расстоянии |
между спаями |
100— |
200 мм. |
|
|
123
б) ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ
При температурах ниже 500° С для повышения чувстви тельности рекомендуется применять вместо термопар термометры сопротивления. Это позволяет уменьшить зо ну нечувствительности регулятора до 0,05° С. Отметим особенности наиболее распространенных типов термомет ров — платиновых и медных.
Т а б л и ц а 4-5
Значения постоянных времени термометров сопротивления
Тип термометра
ТСМ-ХІ
тем-XII
ТСМ-041
тсп-ххи
ТСП-280
ТСП-753
ТСП-982
ТСП-І
Т С П - Ш
ТСП-VIII
ТСП-ІХ
ТСП-712
|
а, |
т, |
|
т3 |
Л |
|
|
450 |
100 |
16 |
1,5 |
21,5 |
|
>600 |
59 |
16 |
1,5 |
21,5 |
||
|
|
450 |
100 |
8,5 |
1,2 |
17,5 |
|
1 000 |
37 |
8,5 |
1,2 |
17,5 |
|
> 2 |
000 |
29 |
8,5 |
1,2 |
17,5 |
|
|
|
200 |
87 |
10 |
2 |
15 |
>1000 |
62 |
10 |
2 |
15 |
||
|
|
200 |
143 |
28 |
34 |
78 |
> |
1 000 |
120 |
28 |
6 |
78 |
|
|
|
400 |
5 |
1,1 |
1,5 |
1,8 |
|
1 000 |
3,6 |
1,1 |
0,9 |
1,8 |
|
|
|
200 |
68 |
20 |
5 |
38 |
> |
1 000 |
42 |
8 |
2 |
38 |
|
|
|
200 |
53 |
6 |
3 |
30 |
|
1000 |
« 1 0 |
4 |
2 |
6 |
|
|
|
200 |
158 |
25 |
43 |
0 |
> .1 000 |
- 12 0 |
25 |
8 |
0 |
||
|
|
200 |
146 |
43 |
20 |
0 |
> |
|
1 000 |
- 10 4 |
8 |
20 |
0 |
|
|
200 |
140 |
16 |
31 |
0 |
> 1 000 |
- 8 2 |
16 |
8 |
0 |
||
|
|
200 |
133 |
17 |
37 |
0 |
> I 000 |
85 |
17 |
13 |
0 |
||
|
|
200 |
78 |
' 20 |
5 |
12 |
> |
|
1 000 |
18 |
9 |
4 |
12 |
124