Verze 2. Měření teploty - 1. Doplněná inovovaná přednáška. Pracoviště: Katedra textilních a jednoúčelových strojů TUL

Podobné dokumenty
Analogově číslicové převodníky

Teorie bezkontaktního měření rozměrů

Základy tvorby výpočtového modelu

Základní pojmy. T = ϑ + 273,15 [K], [ C] Definice teploty:

Měření emisí spalovacích motorů a příprava přístrojů před měřením

d p o r o v t e p l o m ě r, t e r m o č l á n k

Zapojení teploměrů. Zadání. Schéma zapojení

5. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Použití. Technické parametry Provedení: do jímky DIN se závitem M18 x 1,5; M20 x 1,5; G1/2, M14x1,5 nebo 1/2-14NPT. Certifikace

Pevnostní analýza plastového držáku

Charakteristika. Technické údaje. Měřicí rozsahy:

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hustopeče, Masarykovo nám. 1

Použití. Technické parametry Provedení: do jímky DIN se závitem M18 x 1,5; M20 x 1,5; G1/2, M14x1,5 nebo 1/2-14NPT. Certifikace

PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.

ODPOROVÝ SNÍMAČ TEPLOTY DO JÍMKY

e, přičemž R Pro termistor, který máte k dispozici, platí rovnice

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ TEPLOTY

Použití. Výhody. Technické parametry. Certifikace. Přístroj ukazovací kompenzační ZEPAX 10. přístroj je určen k dálkovému měření fyzikálních veličin

Integrovaná střední škola, Kumburská 846, Nová Paka Automatizace Snímače teploty. Snímače teploty

Měřicí řetězec. měřicí zesilovač. převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku

Použití. Certifikace. Technické parametry. Snímač teploty termoelektrický Ex d (Ex t) do jímky DIN bez převodníku nebo s převodníkem

MaRweb.sk. P5102 Univerzální programovatelné dvouvodičové převodníky. Použití. Technické parametry. Popis

Senzorika a senzorické soustavy

Ponorné čidlo teploty QAE21...

Návod na uvedení do provozu

A:Cejchování termočlánku na bod tání čistého kovu B:Měření teploty termočlánkem C:Cejchování termoelektrického snímače KET/MNV (9.

ODPOROVÝ SNÍMAČ TEPLOTY S KOVOVOU JÍMKOU 14mm

Rapid tooling. Rapid tooling. Zpracoval: Přemysl Pokorný. Pracoviště: TUL- KVS

1. Okalibrujte pomocí bodu tání ledu, bodu varu vody a bodu tuhnutí cínu:

SNÍMAČE TEPLOTY S KABELEM 06.13

EC čidla pro elektronické přístroje řady EC1 a EC2

Použití. Výhody. Technické parametry. Certifikace. Přístroj ukazovací číslicový ZEPAX 02

NÁVOD T1529. Termoelektrické snímače teploty k použití bez jímky bez převodníku a s převodníkem

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Měřící a senzorová technika

SenzoTEMP PTx. SENZORY CZ, a.s. PTx PŘEDNOSTI

Vizualizace dějů uvnitř spalovacího motoru

Základní pojmy. T = ϑ + 273,15 [K], [ C] Termodynamická (Kelvinova) Definice teploty:

NÁVOD T1508. Termoelektrické snímače teploty tyčové s ochrannou trubkou z SiC Ø22

Inteligentní senzory

Použití. Výhody. Certifikace. Snímač teploty termoelektrický Ex d do jímky s vysokou mechanickou odolností

Inteligentní převodníky SMART. Univerzální vícevstupový programovatelný převodník. 6xS

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA

MĚŘENÍ TEPLOTY. Přehled technických teploměrů. Teploměry kapalinové. Teploměry tenzní. Rozdělení snímačů teploty: Ukázky aplikace termochromních barev

Výhody. Použití. Technické parametry. Certifikace. Příslušenství snímačů teploty

MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

P5201 Univerzální programovatelné převodníky s galvanickým oddělením

Plášťové termočlánky podle normy DIN EN a DIN EN 60584

Příslušenství snímačů teploty - KC /05

Komponenty VZT rozvodů

Snímače teploty a tepelného množství

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Speciální praktikum z abc

Technická dokumentace PŘEVODNÍK TEPLOTY. typ Tepl2178_50C_10V. ve skříňce DIN35.

TENZOMETRICKÉ PŘEVODNÍKY

11/18/2012. Snímače ve VPM. Snímače ve VPM obsah prezentace. Snímače ve VPM. Konstrukce polovodičových měničů

NÁVOD T1020. Odporové snímače teploty k použití bez jímky bez převodníku a s převodníkem

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

2010 Brno. Hydrotermická úprava dřeva - cvičení vnější parametry sušení

Elektromotorické pohony pro ventily. SAV81P00 Napájecí napětí AC/DC 24 V, 3-polohové řízení

Teplotní snímače řady TE-6300

Ponorné čidlo teploty

Snímač teploty termoelektrický bez ochranné armatury (plášťové termočlánky) typ 312

Použití. Certifikace. Technické parametry. Snímač teploty odporový do jímky ČSN bez převodníku nebo s převodníkem

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

NÁVOD T1533. Pláš ové termoelektrické snímače teploty s plochým konektorem

ModuTEMP 70 Modulární odporový a termoelektrický snímač teploty bez převodníku a s převodníkem 4 až 20mA

Snímač vodivosti Aplikace při vysokých teplotách ConduMax W CLS 12

Návod k použití P6181 P6191 Převodník teploty z čidla Pt100 na proudovou smyčku 4-20 ma

Kabelová teplotní čidla QAP...

topný výkon 10 W bez ventilátoru provozní napětí ( ) V AC/DC

Příloha k vyhlášce č. 381/2006 Sb.

Snímač teploty termoelektrický bez ochranné armatury (plášťové termočlánky) NÁVOD K VÝROBKU. typ 312

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

PŘÍSLUŠENSTVÍ. Jímka JS 130 Jímka JS 130B Jímka JS 130G

Použití. Technické parametry. Certifikace

ODPOROVÉ TEPLOMĚRY ,- Kč ,- Kč. Novinka uvnitř: Konfigurátor tlakových snímačů. Speciální odporové teploměry Pt100 pro povrchová měření

Měření teploty v budovách

Snímač tlaku. SITRANS P Compact. Provozní instrukce SITRANS P

DODATEK 3 K NÁVODU K VÝROBKU. Měřič průtoku, tepla, stavový přepočítávač plynů INMAT 66. typ 466 Měření průtoku vody. a technických kapalin

Použití. Výhody. Technické parametry. Snímač teploty odporový bez ochranné armatury

NÁVOD T1532. Pláš ové termoelektrické snímače teploty s napojeným kompenzačním vedením

15. Elektrický proud v kovech, obvody stejnosměrného elektrického proudu

Teorie měření a regulace

TECHNICKÝ LIST 1) Výrobek: ELEKTRICKÝ TOPNÝ ČLÁNEK 2) Typ: IVAR.ASKO HEAT AHR-B-C 3) Charakteristika použití:

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

Použití. Certifikace. Technické parametry. Snímač teploty odporový do jímky DIN bez převodníku nebo s převodníkem

Hydrostatický hladinoměr HLM 35

NÁVOD T1506. Termoelektrické snímače teploty tyčové úhlové.

Ponorná teplotní čidla QAE21...

TS-9100 Elektronické snímače a převodníky. Vlastnosti a výhody

TLAKOVÝ PŘEVODNÍK TMG N/JB

Použití. Výhody. Technické parametry. Certifikace. Zapisovač kompenzační liniový ZEPAREX 49

M E T R O L O G I C K É Ú D A J E

Termočlánkové konektory

Použití. Výhody. Technické parametry. Certifikace. Snímač teploty termoelektrický bez ochranné armatury

Transkript:

Verze 2 Měření teploty - 1 Doplněná inovovaná přednáška Pracoviště: Katedra textilních a jednoúčelových strojů TUL Tento materiál vznikl jako součást projektu In-TECH 2, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

In-TECH 2, označuje společný projekt Technické univerzity v Liberci a jejích partnerů - Škoda Auto a.s. a Denso Manufacturing Czech s.r.o. Cílem projektu, který je v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost (OP VK) financován prostřednictvím MŠMT z Evropského sociálního fondu (ESF) a ze státního rozpočtu ČR, je inovace studijního programu ve smyslu progresivních metod řízení inovačního procesu se zaměřením na rozvoj tvůrčího potenciálu studentů. Tento projekt je nutné realizovat zejména proto, že na trhu dochází ke zrychlování inovačního cyklu a zkvalitnění jeho výstupů. ČR nemůže na tyto změny reagovat bez osvojení nejnovějších inženýrských metod v oblasti inovativního a kreativního konstrukčního řešení strojírenských výrobků. Majoritní cílovou skupinou jsou studenti oborů Inovační inženýrství a Konstrukce strojů a zařízení. Cíle budou dosaženy inovací VŠ přednášek a seminářů, vytvořením nových učebních pomůcek a realizací studentských projektů podporovaných experty z partnerských průmyslových podniků. Délka projektu: 1.6.2009 31.5. 2012

Teplota je fyzikální veličina vyjadřující tepelný stav tělesa Teplotní stupnice jsou dvě: Termodynamická (Kelvinova, založená na Carnotově cyklu) je určena dvěma pevnými body: absolutní nula (ustává termický pohyb elementárních částic) - 0 K trojný bod vody (rovnovážný stav mezi skupenstvími) - 273,16 K základní jednotkou je Kelvin (K), 273,16-tá část termodynamické teploty trojného bodu vody Mezinárodní teplotní stupnice ITS-90 (International Temperatur Scale) definována 17-ti pevnými body látek (trojné body, body tání nebo tuhnutí) označována někdy jako Celsiova, vznikla v roce 1927, postupně byla upravována (naposledy v roce 1990). Jednotkou je, vedle K, i o C, definovaný vztahem: T T 0, C; K, K kde T 0 je 273,15 K Stanovení teploty trojného bodu bylo zvoleno tak, aby platilo: ΔT Δ C;K

Poznámka 1: Pro obtížnou realizaci termodynamické stupnice byla zavedena mezinárodní teplotní stupnice. Ta je tvořena tak, aby jednotlivé rozsahy měřeni ITS-90 těsně vyjadřovaly číselné hodnoty termodynamické teploty a měly vysokou reprodukovatelnost. (V tabulce pevných definičních bodů ITS-90 odpovídá teplotě 273,16 K teplota 0,01 C) Poznámka 2: Někdy se vyskytují problémy s převody mezi různými teplotními stupnicemi, dále jsou uvedeny převodní vztahy: a) ze stupňů Fahrenheita na stupně Celsia C = 5/9. ( F - 32) b) ze stupňů Celsia na stupně Fahrenheita F = (9/5 C) + 32 c) ze stupňů Celsia na Kelviny K = C + 273,15

Měření teploty: Teplota může být měřena řadou rozmanitých snímačů. U všech snímačů se odvozuje teplota z teplotní závislosti fyzikální veličiny. Nejčastěji se používají tyto snímače teploty: termoelektrické snímače (termočlánky), odporové teploměry a termistory, infračervené teploměry, bimetalové teploměry, snímače s roztažitelnými kapalinami, snímače se změnou stavu

Termoelektrické snímače (termočlánky) Měření teploty - 1 Základem jsou dva vodiče s různými termoelektrickými vlastnostmi, na jednom konci vodivě spojené (svařené). Pracují na principu Seebeckova jevu (převod tepelné na elektrickou energii): POZNÁMKA: K Seebeckovu jevu existuje jev opačný, který se nazývá Peltierův jev. Ten se projevuje tak, že při průchodu elektrického proudu zmíněným elektrickým obvodem se jeden z jeho spojů zahřívá a druhý naopak ochlazuje.

Přeruší-li se elektrický obvod, je na jeho svorkách termoelektrické napětí, úměrné rozdílu teplot na jeho koncích DŮLEŽITÉ: V technické praxi platí pro velikost termonapětí vztah (nelinearita charakteristiky): TERMOČLÁNEK MĚŘÍ ROZDÍL TEPLOT MEZI PRACOVNÍM A STUDENÝM (SROVNÁVACÍM) KONCEM!!! E A, B 12 (T A -T kde termoelektrický koeficient α 12 je: u vodičů řádově jednotky až desítky V/ C, u polovodičů více než 100 V/ C B )

Měřící obvod pro měření teploty termočlánkem POZNÁMKA: prodlužovací (kompenzační) vedení je vyrobeno z jiných (levnějších) materiálů než termočlánek, ale se shodnými termoelektrickými vlastnostmi, pouze v užším rozsahu teplot POZOR při zapojování kompenzačního vedení - POLARITA

Způsoby kompenzace teploty studených (srovnávacích) konců: Termočlánek měří rozdíl teplot mezi měřícím a srovnávacím koncem. Aby bylo možno měřit teplotu v místě měřícího konce, musí být teplota srovnávacího konce konstantní (v laboratoři 0 C v praxi obtížně) Korekce termoelektrického napětí termočlánku dvěma způsoby: 1. přičtením (odečtením) kompenzačního napětí úměrného teplotě okolí srovnávacích konců k termoelektrickému napětí termočlánku kompenzační krabice Příklad: Termočlánek K (NiCr-Ni) měřená teplota +800 C srovnávací teplota +20 C (teplota studeného konce termočlánku) termoelektrické napětí při +800 C 33,277 mv (z tabulek) termoelektrické napětí při +20 C 0,798 mv (odečíst) výsledné termoelektrické napětí 32,479 mv

Pohled na kompenzační krabici ZEPABOX (ZPA Nová Paka, 1998, rozměry 185 x 120 x 70) Vnitřní schéma zapojení (čidlem okolní teploty je dioda zapojená ve zpětné vazbě OZ)

2. udržováním teploty srovnávacích konců termočlánku na konstantní (definované) teplotě termostat srovnávacích konců termočlánku V místě připojení konců termočlánků (nebo kompenzačních vedení) uvnitř termostatu se udržuje konstantní teplota vyšší než okolní teplota (ohřev je jednodušší a levnější než chlazení) Jmenovité konstantní teploty v termostatech: +20 C, +50 C, +70 C (proč?) Pohled a rozměrový náčrt termostatu srovnávacích spojů ZEPAFIX (ZPA Nová Paka, 1998)

Principiální schéma zapojení termostatu ZEPAFIX s kolektorem 1 zesilovač 2 řízený napáječ topení R u kontrolní rezistor Svorkovnice termostatu s označením svorek modře pro J zeleně pro K bíle - pro S

V současné době se kompenzační krabice ani termostaty srovnávacích konců termočlánků fyzicky (jako výrobky) nepoužívají, ale používá se princip kompenzační krabice měří se teplota připojovacích svorek vyhodnocovacího přístroje (teplota okolí), podle které se vytváří korekční napětí přičítané (odečítané) k termoelektrickému napětí termočlánku. Velmi často se používají převodníky termoelektrického napětí na (unifikovaný) elektrický signál, montované do hlavice armatury termočlánku, které obsahují elektroniku pro kompenzaci teploty okolí (viz. ilustrační obrázek) Výhoda: ušetří se za kompenzační vedení Podmínka: teplota v hlavici nesmí překročit 80 C

Typy termočlánků určují normy IEC 584-1 nebo ČSN EN 60584-1, případně DIN 43710. Základní informace o termočláncích dle zmíněných norem jsou v následující tabulce: V České republice se nejčastěji používají termočlánky z obecných kovů "J" a "K" a z drahých kovů "S" a "B", čímž je pokryt rozsah teplot cca -200 až +1700 C

Typy kompenzačních vedení a jejich značení určuje norma ČSN 25.8331-3 Barevné značení je uvedeno v tabulce: Při zapojování měřícího obvodu je třeba dbát na vliv třetího (resp. dalšího) kovu v obvodu, který se uplatňuje, když srovnávací spoje nemají stejnou teplotu a na vliv změny elektrického odporu obvodu na přesnost měření (justážní rezistory)

Poznámka k justážním rezistorům: Měření teploty - 1 Pokud se na místě vyhodnocovacího přístroje použije přístroj s malým vstupním odporem (na př. Deprézský přístroj) musí se elektrický odpor měřícího obvodu dostavit na definovanou hodnotu (20 Ω) pomocí justážního rezistoru R j úbytky napětí procházejícím proudem Při měření odporu celé měřící smyčky (termočlánek, vedení i kompenzační, kompenzační krabice nebo termostat) v provozním stavu je na svorkách ohmetru termoelektrické napětí, které ovlivňuje výsledek měření. Proto je nutné měřit odpor smyčky při obou polaritách a skutečný odpor smyčky stanovit jako aritmetický průměr obou měření Při použití vyhodnocovacího přístroje s vysokým vstupním odporem (desítky MΩ) se odpor smyčky nedostavuje

Statické charakteristiky termočlánků Měření teploty - 1

Třídy přesnosti a tolerance termočlánků Měření teploty - 1 Z určených hodnot tolerancí platí vždy ta větší t = absolutní hodnota teploty ve C Dovolené odchylky (tolerance) termočlánků uvádí norma IEC 584-2, respektive ČSN IEC 584-2

Použití termočlánků: Pro výběr termočlánku se používají nejčastěji tato kriteria: - teplotní rozsah - rychlost působení (časová konstanta malá tepelná kapacita) - přesnost (třída přesnosti) - chemická odolnost termočlánku nebo materiálu pláště - odolnost proti abrazi a vibracím - požadavky instalace (potřeba kompatibility s existujcím přístrojem, existující otvory mohou určovat průměr sondy) - a další (cena, kalibrace termočlánku, použití jako stanovené měřidlo...) Případy, kdy není vhodné použít termočlánek: - měření nízkých teplot (- 200 C) značná nelinearita - pro úzký rozsah měřených teplot (př. 0 až 40 C) - je-li třeba použít dlouhé (a drahé) kompenzační vedení (řeší se na př. použitím převodníku v hlavici armatury)

Provedení měřícího konce plášťových termočlánků: Izolované provedení jednoduché dvojité

Uzemněné provedení Otevřené provedení

Příklad armatur dodávaných snímačů teploty a jímek (JSP, s.r.o., Jičín)

Příklady montáže snímačů v provozu Snímače s jímkou: Měření teploty - 1 přímý návarek šikmý návarek v koleně potrubí

Snímače do jímky: jímka s přírubou kuželová jímka válcová jímka v návarku v návarku

Některé zásady pro správné umístění snímačů teploty: Nevhodná hloubka ponoření snímače v měřeném médiu může způsobit chybu měření, jejíž příčinou je odvod tepla stonkem snímače a jeho procesním připojením. Aby se tato chyba omezila, doporučují se hloubky ponoření: - pro kapaliny 8 až 10 násobek průměru měřicího konce jímky, - pro plyny 10 až 15 násobek průměru měřicího konce jímky. V případě nutnosti montáže snímače do potrubí malých průměrů se doporučuje namontovat snímač do potrubí šikmo nebo do kolena, s měřicím koncem jímky proti směru proudění média. Montážní poloha snímače je libovolná, s kabelovou vývodkou pokud možno dolů. Za základní se považuje poloha svislá s hlavicí nahoře.