Сучасні вимірювальні перетворювачі температури оснащують програмованими перетворювачами вимірювального сигналу в уніфікований лінеаризований струмовий сигнал 4..20 мА.

Підключення перетворювачів можна здійснювати по 2–х або 4–х провідній схемах (рис. 1.3).

а) двохпровідна схема; б) чотирьохпровідна схема

Рисунок 1.3- Схеми підключення вимірювальних перетворювачів температури.

Основними характеристиками вимірювальних перетворювачів температури є:

1) Номінальна статична характеристика – це залежність опору чутливого елемента вимірювального перетворювача від температури. Використовують, як правило, перетворювачі з наступними номінальними характеристиками: Pt 50 (П50), Pt100 (П100), Pt1000(П1000), М100, М50.

2) Діапазон вимірюваних температур.

3) Постійна часу (часова реакція або теплова інерція) – характеризує динамічні властивості перетворювача, тобто час встановлення показів. За цим показником розрізняють інерційні та малоінерційні перетворювачі.

4) Клас точності. Позначається латинськими літерами А, В, С. Використовуються, як правило, вимірювальні перетворювачі з класом А і В.

Таблиця 1.1 – Класи точності перетворювачів температури.

Клас точності | Абсолютна похибка, °С

А | 0,15+0,002·|t|

В | 0,30+0,005·|t|

Примітка. t – температура середовища, °С

5) Додаткова похибка від зміни напруги живлення.

6) Похибка аналогового виходу.

1.1.1 Типові конструкції вимірювальних перетворювачів температури

Вимірювальні перетворювачі температури фірми RMG (рис. 1.4)

Рисунок 1.4- Вимірювальний перетворювач температури RMG

Перетворювачі призначені для підключення до обчислювача об’єму та витрати газу. Електричне приєднання DIN-4-х провідне з’єднання; приєднувальна головка AGG-Ex. Вибухозахист EexdIICT6. Діапазон вимірюваних температур –10С до +60С (станд.). Номінальна статична характеристика П100.

Вимірювальний перетворювач температури типу ПТ-М (рис. 1.5).

Рисунок 1.5- Вимірювальний перетворювач температури ПТ-М

Давач призначений для роботи з обчислювачами об’єму та об’ємної витрати газу. Електричне приєднання – 4-х провідне. Вибухозахист EexdIICT6. Діапазон вимірюваних температур -–30С до +60С. Номінальна статична характеристика М100.

1.2 Аналіз вимог до температурного параметру

Нормативна база державних стандартів та нормативно-правових актів, що визначають порядок обліку та розрахунків за спожитий газ, регламентує методи уточнення (приведення до стандартних умов) облікованих об’ємів газу.

Найбільш поширені методи уточнення об’єму газу ґрунтуються на використанні законів фізики газів. Для перетворення виміряного дійсного об’єму газу в об’єм, що відповідає стандартним параметрам, використовують закони Бойля і Шарля, тобто формулу (1.1):

(1.1)

де – уточнений об’єм газу за стандартних умов;

– об’ємна витрата газу в дійсних умовах вимірювання;

– абсолютний тиск газу за стандартних умов;

– абсолютний тиск в дійсних умовах вимірювання;

– абсолютна температура газу за стандартних умов;

– абсолютна температура газу в дійсних умовах вимірювання;

– коефіцієнт стисливості, який визначається за формулою (1.2)

(1.2)

де – фактор стисливості газу в дійсних умовах вимірювання,

дозволяє враховувати відхилення від законів Бойля і Шарля;

– фактор стисливості газу за стандартних умов.

З врахуванням (1.2) вираз (1.1) буде мати наступний вигляд

(1.3)

Проінтегрувавши (1.3), отримаємо

(1.4)

Цей метод, у тій чи іншій формі, є загальноприйнятим методом уточнення об’ємів газу.

Достовірність обліку газу зумовлюється насамперед точністю вимірювання об’єму газу лічильниками з нормованими метрологічними характеристиками, коли враховані всі впливові фактори.

Першочерговим документом, який встановлює вимоги до впливових факторів є міждержавний стандарт [2]. Відповідно до [2], основними впливовими факторами є температура, тиск та вологість газу. Однак, числова величина впливу цих факторів, у відсотковому відношенні, різна.

Стандарт [2] встановлює наступні числові значення впливових величин параметрів газу за стандартних умов:

- стандартна температура газу – 20 С;

- стандартний тиск газу – 101,325 кПа;

- відносна вологість – 0 %.

Величина відсоткового впливу цих параметрів на об’єм газу наступна:

- зміна температури на 1 С викликає зміну об’єму газу на 0,34 %;

- зміна тиску на 1 кПа – на 0,1 %;

- зміна вологості на 10 % викликає зміну об’єму на 0,01 %.

Як видно з вищенаведеного, найбільш впливовим фактором на обліковані об’єми газу є його температура.

1.4 Класифікація приладів для вимірювання температури

Залежно від принципу дії прилади для вимірювання температури поділяються на наступні групи.

Таблиця 1.2 – Системи температурних вимірювань

Прин-цип | Система | Характеристики

1 | 2 | 3

Термо-метри розши-рення | 1. Біметалева пластина | На зміні об'єму рідини або лінійних розмірів твердих тіл при зміні температури, діапазон вимірювання -30...600?С, точність ±1%, стійкі

2. Рідинні термометри | Для скляних трубок: вимірювання в діапазоні для ртуті -35...600?С, спирту -80...70?С, пентану -200...30?С, точність ±1%

Для металевих трубок: вимірювання в діапазоні 90...650?С. для ртуті -39...650?С, точність ±1%, стійкі, дистанційне вимірювання

3. Маномет-ричні термо-метри | На зміні тиску речовини при постійному об'ємі при зміні температури Діапазон -100...650?С, точність ±0,5%, стійкі, дистанційне вимірювання, точність ±1%

Термо-метри опору | 4. Металеві провідники | На зміні електричного опору провідників і напівпровідників при зміні їх температури Діапазон вимірювань залежить від металу. Для платини -200...850?С, нікелю -80...300?С, міді -200...30?С. Точність вимірювання для платини ±0,5%

5. Термістори | Не лінійність, діапазон -100...300?С. Швидка регенерація

Термо-елект-ричні термо-метри | 6. Термопари | На зміні термоелектрорушійної сили термопари від температури Діапазон, чутливість, точність залежать від металів, які використовуються для виготовлення термопар. Наприклад, для пари залізо – константант в діапазоні -180...760?С чутливість 53 мкВ/?С, точність ±1...3%. Для пари платини – платина/13% родий в діапазоні 0...1750?С чутливість 6 мкВ/?С при точності <±1

Піро-метри випро-міню-вання | 7. Оптичні пірометри (зникаюча нитка розжарюва-ння) | На вимірюванні інтенсивності монохроматичного випромінювання нагрітого тіла. Діапазон 600...3000?С, точність ±0,5%. Відсутній фізичний контакт з нагрітим об’єктом

8. Радіаційні пірометри | На вимірюванні повної потужності випромінювання нагрітого тіла Діапазон 0...3000?С, точність ±0,5%. Відсутній фізичний контакт з нагрітим об’єктом

9. пірометри спектрально-го співвідно-шення |

На вимірюванні розподілу енергії в спектрі теплового випромінювання тіла Діапазон 0...3000?С, точність ±0,5%, немає фізичного контакту з нагрітим об’єктом.

Первинним перетворювачем термоелектричного термометра є термопара (термоелектричний перетворювач), яка складається з двох різнорідних провідників.

Принцип дії термопари базується на ефекті