Калибраторы Твердомеры Металлография Датчики давления Шум и вибрация Измерение Измерительные комплексы  
Высокоточные
Метрология Твердомеры Металлография датчики давления Шум и вибрация Измерение Комплексы
Давления
Температуры
Электр.сигналов
Комбинированные
Стенды и стойки
Твердомеры
Металлография
Высокоточные датчики давления
Помпы
Грузопоршневые манометры
Цифровые манометры
Шумомеры, Виброметры
Комплексы
Мультиметры
Генераторы
FFT Анализаторы
Комплексы
Беспроводные

 

Виртуальный генератор

- Автоматизация измерений и управления

Бесплатные загрузки ПО

АКЦИЯ. ПРОДАЖА СО СКЛАДА ОБОРУДОВАНИЯ. Подробнее...

Основой измерения температуры является то, что температура, которую показывает термометр, есть его собственная температура. Отсюда следует, что для того, чтобы измерить температуру некоторой среды, термометр должен быть погружен в среду настолько, чтобы чувствительный элемент принял температуру среды.Общая проблема заключается в непрерывном тепловом потоке вдоль стержня термометра между измеряемой средой и средой за ее пределами. Так как поток тепла имеет место только при наличии разницы температур, то он является доказательством того, что чувствительный элемент (кончик) термометра имеет несколько отличную температуру от температуры измеряемой среды. Тепловой поток вдоль стержня термометра является причиной того, что термометр показывает более низкую температуру, чем температура среды. Простая модель этого явления позволяет получить соотношение между погрешностью в показаниях термометра и длины погружения:

Tm = (Tamb - Tsys) k exp(-L/Deff) (1)

Где:
Tsys и Tamb - температура системы и температура окружающей среды соответственно;
L - глубина погружения термометра;
Deff - эффективный диаметр термометра;
k - постоянная, которая приблизительно немного меньше 1.

При измерении температуры следует пользоваться полезными правилами:
1) для технических термометров глубина погружения, равная 5 диаметрам, обеспечивает точность 1% ;
2) для хороших лабораторных термометров рекомендуется глубина погружения, равная 10 диаметрам для достижения точности 0.01%;
3) для образцовой лабораторной практики рекомендуется глубина погружения, равная 15 диаметрам для достижения точности 0.0001%.

Данные значения глубины погружения могут соответствовать спаю термопары или миниатюрному термистору. Для термометра, содержащего чувствительный элемент Рt100, длина чувствительного элемента должна добавляться к глубине погружения, так как весь чувствительный элемент должен находиться вне зоны градиента по стержню термометра. Теперь у нас есть формула и графическое представление, которые обеспечат хорошие результаты в масляном термостате с интенсивным перемешиванием.

Промышленная термометрия

Типичным и наиболее часто используемым примером промышленного применения может быть термопара, помещенная в термокожух или в сухоблочный калибратор.

Термокожух предназначен как для защиты термометра от технологической среды, или для изоляции от окружающей среды, так чтобы его было возможно удалить из калибратора без остановки последнего. Термокожух может быть установлен в технологическом процессе любым возможным способом. Обычно соотношение диаметра к длине колодца равно 1 к 5 или более. При расчете глубины погружения необходимо учитывать внешний диаметр термокожуха, а не диаметр устанавливаемого термометра.

Другим примером может быть работа с сухоблочным калибратором. Данный калибратор имеет цилиндрическую металлическую вставку с отверстиями под поверяемый термометр. Вставка помещается в контролируемую тепловую среду. Опять же нужно учитывать диаметр вставки, а не диаметр термометра. Обычно диаметр вставки 50 мм и в лучшем случае глубина погружения составит 250 мм, т.е. отношение 1 к 5. Обычно температура на дне колодца регулируется с погрешностью 1%, а радиальное распределение тепла должно быть однородно, градиент по оси может регулироваться несколько хуже. В этом случае диаметр термометра не имеет значения. Погрешность, связанная с глубиной погружения будет определяться плохими характеристиками вставки.

Эту погрешность можно в значительной степени уменьшить:
(а) вам не следует обращать внимание на температуру, показываемую контроллером, а взять образцовый термометр, поместить во вставку на ту же глубину, что и поверяемый термометр, и определять исходную температуру по показаниям образцового термометра;
(б) образцовый термометр должен быть максимально приближен по конструкции и термодинамическим характеристикам к поверяемому.

Вышеизложенные требования включены в стандарт ISO9000.

Термометр в термокожухе или в сухоблочном калибраторе не будет поглощать или терять тепло аналогично термометру в жидкостном термостате.

Лабораторная практика

Для лабораторных термометров требуется меньшая погрешность. Для примера, давайте определим глубину погружения термометра диаметром 4 мм с чувствительным элементом длиной 40 мм, расположенным внизу термометра. В качестве критерия используем погрешность не более 0,01 °С при температурах до 100 °С:


Tm / (Tsys - Tamb) = 0.01/(100-20) ~ 0.01% (5)

Глубина погружения, равная 5 диаметрам, - это минимум погружения для промышленных термометров (~±1%) . Глубину погружения, равную 10 диаметрам (~±0,01%), можно считать хорошим выбором для более точных термометров.

Прецизионная лабораторная практика

Прецизионной лабораторной практикой мы считаем наиболее точные измерения, например, эталонные платиновые термометры сопротивления (ЭПТС), отградуированные по реперным точкам. Глубина погружения термометра ниже поверхности металла в капсюле реперной точки обычно составляет от 160 до 200 мм, т.е. термометр может требовать глубины погружения до 300 мм. Как это может быть, чтобы наиболее точные измерения в мире происходили на очевидно недостаточной глубине?

Ответом является то, что температура над капсюлем реперной точки на протяжении 200 мм обычно находится в пределах 0,5 °С относительно температуры самого капсюля, и более того используется изоляция для предотвращения потерь тепла от конвекции и проводимости; наличием радиационных экранов, которые уменьшают градиент температуры и, следовательно, требуемую глубину погружения. Например, рассмотрим капсюль цинка с глубиной погружения 200 мм ниже поверхности расплава и условия, при которых получается сбалансированная температура жидкости - твердого состояния (температура, при которой снимаются измерения) 419 °С.

Если Тм равна 0,0001 °С, то нам требуется глубина погружения, равная 32 диаметрам термометра плюс длина чувствительного элемента. Это следует из рис 1.2., так как. вокруг термометра имеется воздушный зазор:


Тм / (Тsys - Tamb)| = |0.0001/400| = 0.00002% (6)

Но учтем, что на протяжении 200 мм над капсюлем температурный градиент вдоль стержня термометра только 0.5°С. Тогда получаемое значение становится 0.0001/0.5=0.0002 или только 15 диаметров плюс длина чувствительного элемента. Для эталонного платинового термометра сопротивления диаметром 8 мм сохраняется глубина погружения 128 мм! Это означает, что глубина погружения в капсюль может быть уменьшена на 130 мм, т.е. требуется глубина погружения только 170 мм.

Вышеприведенный пример подсказывает способы, с помощью которых, при определенных условиях, погрешности, связанные с глубиной погружения, могут контролироваться. Предположим, что термометр вставляется в металлическую вставку сухоблочного калибратора, и вставка короче, чем длина рабочей зоны калибратора, а также существует воздушный зазор в области горловины. Возможно использовать крышку с теплоизоляцией над этим воздушным зазором, чтобы уменьшить тепловые потери, связанные с конвекцией. Тепловые потери по стержню термометра сокращаются за счет температуры закрытого воздушного пространства, которая определенно выше температуры окружающей среды.

Мы можем использовать эти знания для улучшения функциональных характеристик металлических вставок и термококожухов, которые упоминаются в разделе "Промышленная термометрия". Если вставка (как капсюль реперной точки в только что приведенном примере) расположена ниже верхней части нагретой горловины сухоблочного калибратора, тогда термометр, расположенный в ней, не подвергается такому влиянию теплоотвода по стержню, как в случае его расположения непосредственно при температуре окружающей среды.

Показания температурных датчиков, размещенных в такой вставке, имеют погрешность от теплоотвода только после того, как их вынимают из устройства для градуировки. В этой статье дается обзор возможных способов предсказать глубину погружения, требуемую для различных температурных датчиков в различных конфигурациях и областях применения. Приведенные иллюстрации должны помочь пользователю лучше планировать и внедрять калибровочное оборудование. Но будьте осторожны: все вышесказанное - только руководство. Всегда существуют исключения, поэтому следуйте совету Николаса и Вайта:

"Во всех случаях, когда подозреваете, что погрешность измерения от недостаточной глубины погружения, просто измените глубину погружения на 1-2 диаметра, чтобы увидеть, существует ли изменение показаний. В качестве грубого приближения: каждый раз при увеличении глубины погружения на один эффективный диаметр, погрешность уменьшается приблизительно на 60% полной погрешности"

Обзор жидкостных термостатов фирмы ISOTECH

Жидкостные термостаты фирмы ISOTECH предназначены для поверки и калибровки термопар, термисторов, термометров сопротивлений, ртутных термометров и др. в диапазонах температур от -80 °С до 300 °С.

Все жидкостные термостаты оснащены встроенными контроллерами, обеспечивающими цифровую индикацию, задание и поддержание температуры. Перемешивание осуществляется с помощью мешалки, скорость которой можно регулировать, согласуя ее с вязкостью применяемого теплоносителя.

Технические характеристики некоторых жидкостных термостатов фирмы ISOTECH

Модель Теплоноситель Диапазон температур, °С Холодильные агрегаты Объем рабочей камеры, л/глуб.мм Размеры, мм Масса, кг Погрешность абсолютная, °С Погрешность при методе сличения, °С
915 H Высокотемпературные мин. масла 40...300 нет 7 / 400 1020 х 580 х 640 холодильный агр.: 385 х 355 х 430 45 На краях диапазона ± 0.003 Типичн. ± 0.001 Реп. Точки ±0.0005 ±0.001 в выравн. блоке ± 0.0005
915 MW Метанол + вода -30...40 1 - ступень
915 LW Метанол + вода -65...40 2 - ступени
798 H Высокотемпе-ратурные мин. масла 25...200 нет 5 / 300 580 х 420 х 250 холодильный агр.: 385 х 355 х 430 18 Типичн. ± 0.02 в выравн. блоке до ± 0.002
798 M 50%метанол + 50%вода -40...125 1 - ступень
798 L 90%метанол + 10%вода -80...125 2 - ступени
820 Высокотемпе-ратурные мин. масла До 90 °С можно воду 30...200 нет 15 / 300 615 х 240 х 378 17 ± 0.01 ± 0.01
813 Triton Дисцил. вода Точка замерзания воды 4 - часа площадка 5 / 300 580 х 423 х 250 15 ± 0.005 ±0.001

Опции

Модель Капсула ртути Капсула воды Капсула галлия Капсула индия Капсула олово Капсула цинка Держатель для ртутных термометров Интерфейс
RS232 IEEE488
915 + + + + +   + +/+
820             + +/+
798 + + +          
813   +         + +/+

 

ERNST

Комплекс для поверки шумомеров и микрофонов для ЦСМ, лабораторий и исследовательских центров

Новости

Разработан стенд для поверки шумомеров на собственные шумы в соответствии с ГОСТ 553188.3

Новый калибратор давления с электрической помпой Additel 760

Новая российская ударная машина УМ-10

Новый российский акустический калибратор AK-1000

Комплекс "ЭВКЛИД" завоевал платиновую медаль на 10-м юбилейном международном форуме "Точные измерения - основа качества и безопасности"

Прошли успешные клинические испытания комплексы для диагностики морфофункциональных нарушений органов слуха и дыхания на основе измерений акустического импеданса

Сертифицирован многоканальный распределенный промышленный измерительный комплекс ЭВКЛИД

Лидеры продаж

Цифровые манометры

Переносной шлифовально - полировальный станок Аккупол производства Ibendorf (Германия)

Стационарный твердомер AT-130

Калибраторы давления производства SIKA Германия

Cтатьи

 

 

ООО "ДиаТехЛаб" 2016г. info@dtlab.su