50493

Изучение принципов работы бесконтактных датчиков и датчиков температуры

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Бесконтактным выключателем (ВБ) называется выключатель, приводимый в действие внешним объектом без механического контакта выключателя и объекта. Коммутация нагрузки производится полупроводниковыми элементами. Все это обеспечивает высокую надёжность работы бесконтактных выключателей. В системах управления они, как правило, выполняют функцию датчиков обратной связи, сигнализируя о завершении выполнения конкретным элементом оборудования команды на перемещение. Но этим их применение не ограничивается.

Русский

2014-01-24

1.65 MB

32 чел.

МЕЖФАКУЛЬТЕТСКАЯ  ЛАБОРАТОРИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ

Стенд №1

Теоретические положения

Лабораторная работа №5

«Изучение принципов работы бесконтактных датчиков и датчиков температуры».

Общие сведения и параметры бесконтактных выключателей

Описание

Бесконтактным выключателем (ВБ) называется выключатель, приводимый в действие внешним объектом без механического контакта выключателя и объекта.

Коммутация нагрузки производится полупроводниковыми элементами.

Все это обеспечивает высокую надёжность работы бесконтактных выключателей.

В системах управления они, как правило, выполняют функцию датчиков обратной связи, сигнализируя о завершении выполнения конкретным элементом оборудования команды на перемещение. Но этим их применение не ограничивается.

Упрощенная функциональная схема бесконтактного выключателя состоит из трех блоков

Чувствительный элемент

Схема преобразования

Коммутационный элемент

Входя в зону чувствительности бесконтактного выключателя движущийся объект, вызывает его срабатывание, при этом коммутационный элемент ВБ включает или отключает ток нагрузки (до 400 мА DC или до 500 мА АС). В качестве нагрузки может быть использован вход контроллера, электронной схемы или непосредственно обмотка реле, контактора.

Электрическая часть ВБ помещена в корпус из никелированной латуни или пластмассы. Для обеспечения работоспособности в экстремальных условиях эксплуатации электрическая часть герметизируется компаундом.

Бесконтактные выключатели марки «Сенсор» разработаны и выпускаются в соответствии с ГОСТ Р 50030.5.2 (IEC 60947-5-2). Классификация, терминология и система параметров ВБ в данном каталоге также приводятся согласно указанному стандарту.

Классификация

В основе классификации бесконтактных выключателей - их основные характеристики, по ним строится и система обозначений (см. раздел В1). Бесконтактные выключатели классифицируются:

  1.  по принципу действия чувствительного элемента - индуктивные, емкостные, оптические, ультразвуковые, магнитные немеханические;
  2.  по условиям установки в конструкцию. Индуктивные и емкостные ВБ выпускаются утапливаемого или неутапливаемого исполнения. Последним необходимо наличие вокруг чувствительного элемента зоны, свободной от демпфирующего материала раздел И1).

Оптические ВБ по особенностям чувствительного элемента подразделяются на три вида.

3) по возможностям коммутационного элемента.   ВБ различаются по коммутационной функции и по типу выхода (схемам подключения).

4) по особенностям конструктивного исполнения. ВБ различаются по форме корпуса) и по способу подключения .

Основные определения

Бесконтактный выключатель. Позиционный выключатель, приводимый в действие внешним объектом воздействия без механического контакта выключателя с движущимся объектом

Бесконтактный индуктивный выключатель. Бесконтактный выключатель, создающий электромагнитное поле в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Бесконтактный емкостный выключатель. Бесконтактный выключатель, создающий электрическое поле в зоне чувствительности и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Бесконтактный оптический выключатель. Бесконтактный выключатель, обнаруживающий объекты, прерывающие или отражающие видимое или невидимое оптическое излучение, и имеющий полупроводниковый коммутационный элемент.

Немеханический бесконтактный магнитный выключатель. Бесконтактный выключатель, обнаруживающий наличие магнитного поля, имеющий полупроводниковый коммутационный элемент и не содержащий подвижных частей в чувствительном элементе.

Составные части бесконтактного выключателя

Полупроводниковый коммутационный элемент. Элемент, выполняющий коммутацию тока в электрической цепи нагрузки посредством воздействия на проводимость полупроводника.

Активная поверхность бесконтактного выключателя. Поверхность ВБ, излучающая и воспринимающая электромагнитное или электрическое поле.

Относительная ось. Ось, перпендикулярная активной поверхности и проходящая через ее центр.

Срабатывание бесконтактного выключателя

Стандартный объект воздействия. Специальный объект, предназначенный для сравнительных измерений расстояний срабатывания и зоны чувствительности.

Расстояние срабатывания (S). Расстояние, при котором объект воздействия, приближаясь к активной поверхности ВБ по относительной оси, изменяет выходной сигнал выключателя.

Номинальное расстояние срабатывания (Sn). Условное значение расстояния срабатывания. Оно не учитывает допуски при изготовлении или отклонения, обусловленные внешними факторами, такими, как напряжение питания и температура.

Реальное расстояние срабатывания (Sr). Расстояние срабатывания конкретного бесконтактного выключателя, измеренное при номинальном напряжении питания, определенных температуре и условиях монтажа.

Используемое расстояние срабатывания (Su). Расстояние срабатывания конкретного бесконтактного выключателя, измеренное во всем диапазоне рабочих напряжений и температур окружающей среды.

Гарантированный интервал срабатывания (Sa). Интервал, начинающийся от активной поверхности, внутри которого гарантируется нормальная работа бесконтактного выключателя в нормированных условиях эксплуатации.

Точность повторения (R). Изменение реального расстояния срабатывания (Sr) в нормированных условиях.

Дифференциальный ход (Н). Расстояние между точкой срабатывания ВБ при приближении объекта воздействия вдоль относительной оси и точкой возврата в исходное состояние при удалении объекта.

Термины

Характеристики коммутационного элемента

Независимое (мгновенное) срабатывание. Однократное срабатывание коммутационного элемента, не зависящее от скорости движения объекта воздействия. Частота циклов срабатывания (f). Число циклов срабатывания, произведенное бесконтактным выключателем за единицу времени.

Задержка готовности (tv). Промежуток времени между включением питания и моментом готовности выключателя к нормальному функционированию

Электрические характеристики

Номинальное напряжение (Ue). Напряжение питания, являющееся базовым для отсчета отклонений напряжения и при проведении испытаний.

Диапазон рабочих напряжений (UD). Диапазон номинальных напряжений питания с учетом допускаемых изготовителем верхних и нижних пределов номинальных напряжений.

Падение напряжения (Ud). Напряжение, измеренное на активном выходе ВБ при протекании номинального тока.

Номинальный ток (1е). Максимально допустимое значение тока нагрузки, коммутируемое бесконтактным выключателем.

Остаточный ток (1Г). Ток, протекающий в цепи нагрузки при выключенном состоянии коммутационного элемента ВБ.

Минимальный рабочий ток (lm)- Ток, необходимый для сохранения включенного состояния коммутационного элемента ВБ.

Собственный ток потребления (1О). Ток, потребляемый от источника питания бесконтактным выключателем с тремя или четырьмя выводами при отключенной нагрузке

Условия эксплуатации

Свободная зона. Пространство вокруг бесконтактного выключателя, свободное от присутствия материалов, способных влиять на характеристики ВБ. Демпфирующий материал. Материал, который оказывает влияние на характеристики бесконтактного выключателя.

Бесконтактный выключатель утапливаемого исполнения. Бесконтактный выключатель имеет утапливаемое исполнение, если демпфирующий материал может окружать ВБ до плоскости активной поверхности без влияния на характеристики ВБ. Бесконтактный выключатель неутапливаемого исполнения. Бесконтактный выключатель имеет неутапливаемое исполнение, если вокруг его активной поверхности необходима свободная от демпфирующего материала зона для сохранения характеристик ВБ.


ИНДУКТИВНЫЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Индуктивные бесконтактные выключатели предназначены для контроля положения механизма или отдельных узлов. Они находят широкое применение в станках, кузнечно-прессовом оборудовании, литейных машинах, конвейерах и т.д., во всех отраслях промышленности.

Высокая надежность, независимость срока службы от числа срабатывания, надежная герметизация и возможность применения в неблагоприятных условиях, большое быстродействие, высокая долговечность - все эти преимущества позволяют с успехом заменять контактные путевые переключатели, повышая надежность схем управления различными производственными процессами.


ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
 


Принцип действия бесконтактного конечного выключателя (ВК) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферро-магнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между датчиком и контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса.

СТРУКТУРА

 

 

 

Индуктивные бесконтактные выключатели Компании "ТЕКО" состоят из следующих основных узлов:

ОСНОВНЫЕ OПРЕДЕЛЕНИЯ

АКТИВНАЯ ЗОНА

Активная зона бесконтактного индуктивного выключателя - та область перед его чувствительной поверхностью, где более всего сконцентрировано магнитное поле чувствительного элемента датчика. Диаметр этой поверхности приблизительно равен диаметру датчика.

НОМИНАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
S ном

Номинальное расстояние переключения - теоретическая величина, не учитывающая разброс производственных параметров датчика, изменения температуры и напряжения питания.

РАБОЧИЙ ЗАЗОР
S раб

Рабочий зазор - это любое расстояние, обеспечивающее надежную работу бесконтактного выключателя в допустимых пределах температуры и напряжения.

0< = Sраб < = 0,8 Sном

ПОПРАВОЧНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
РАБОЧЕГО ЗАЗОРА

Поправочный коэффициент дает возможность определить рабочий зазор, который зависит от металла, из которого изготовлен объект воздействия.

Материал

Коэффициент

Материал

Коэффициент

Сталь40

1,00

Алюминий

0,30…0,45

Чугун

0,93…1,05

Латунь

0,35…0,50

Нерж.сталь

0,60…1,00

Медь

0,25…0,45

 


ЕМКОСТНЫЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Стремительное расширение спектра областей применения емкостных бесконтактных выключателей обусловлен разнообразием управляющих объектов, от которых они могут срабатывать. Отличительная черта данных датчиков - их способность обнаруживать как металлы, так диэлектрические предметы.

Дерево, бумага, полистирол, стекло, цемент, песок, бетон, нефть, вода, спирт, пищевые продукты - вот незначительный перечь материалов, на которые реагируют емкостные датчики. Способность данных выключателей обнаруживать продукты питания объясняет их возросшую популярность у производителей оборудования для пищевой промышленности.


ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
 


Активная поверхность емкостного выключателя образуется двумя концентрически расположенными металлическими электродами. Их поверхность А и В (см. структуру) расположены в цепи обратной связи высокочастотного генератора, который настроен таким образом, что он не генерирует при отсутствии объекта детектирования. контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса.
Если объект приближается к активной поверхности датчика, то он попадает в электрическое поле перед поверхностями электродов и способствует повышению емкости связи между пластинами А и В. При этом амплитуда генератора начинает возрастать. Амплитуда колебаний регистрируется оценочной схемой и преобразуется в команду включения.

СТРУКТУРА

Емкостные бесконтактные выключатели Компании "ТЕКО" состоят из следующих основных узлов:

 

 

 

 

Зависимость рабочего расстояния от диэлектрической проницаемости материала

Таблица диэлектрической проницаемости некоторых материалов

материал

материал

материал

бумага

2.3

песок

3,7

спирт этиловый

25,8

бумага промасл.

4

песок кварц.

4,5

стекло

5

вода

80

полиамид

5

стекло кварцевое

3,7

воздух, вакуум

1

поливинилхлорид

2,9

стекло органическое

3,2

гетинакс

4,5

полипропилен

2,3

тальк

1,6

дерево

2...7

полистирол

3

тефлон (фторопласт)

2

керосин

2,2

полиэтилен

2,3

фарфор

4,4

компаунд

2,5

резина

2,5

целлулоид

3

мрамор

8

резина селиконтовая

2,8

эбонит

4

нефть

2,2

слюда

6

электрокартон

4

парафин

2,2

смолы

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ОПТИЧЕСКИЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Оптические бесконтактные выключатели фиксируют объекты, которые отражают или прерывают оптическое излучение, и содержит полупроводниковые коммутационные элементы. Компания "ТЕКО" предлагает три типа оптических выключателей: датчики с отражением от объекта, с отражением от катафота и датчики "Разнесенная оптика".


У датчиков с отражением луча от объекта приемник и излучатель встроен в один корпус. Ориентация на объект не является критической.
Объект обнаружения (например стандартный объект с 90%-ным отражением) отражает часть света от поверхности в противоположную сторону, на приемник. Как только объект вносится в эффективную зону луча, происходит изменение выходного состояния оптического выключателя.

У датчиков с отражением луча от катафота приемник и излучатель встроены в один корпус. Световозвращатель на противоположной от датчика стороне отражает свет от излучателя обратно на приемник. Стандартный объект прерывает отраженный луч света и вызывает изменение выходного сигнала. Что касается отражающих поверхностей, рекомендуется чтобы свет, отраженный от объекта, фильтровался при помощи поляризующего фильтра напротив приемника, с целью предотвращения любых побочных сигналов.

Датчики типа "Разнесенная оптика" состоят из отдельных элементов-приемника и излучателя, которые должны быть расположены строго друг на против друга.
Непрозрачный объект обнаружения прерывает луч света и, независимо от поверхностных характеристик, вызывает изменение выходного сигнала. При неблагоприятных условиях (пыль, влажность, масляная пленка на линзах). Система "разнесенная оптика" дает ряд серьезных преимуществ перед другими типами.

 Общие рекомендации по выбору и применению бесконтактных датчиков

Индуктивные бесконтактные выключатели используются наиболее широко и устанавливаются на станки с ЧПУ, прессы, термопластавтоматы, конвейерные линии, автоматические задвижки, упаковочные автоматы и т.п.

Емкостные бесконтактные выключатели реагируют на наличие любых объектов воздействия, применяются как датчики уровня жидкостей и сыпучих атериалов.

Оптические бесконтактные выключатели используют для контроля и позиционирования любых объектов, для счета продукции. Зона их чувствительности достигает 16 метров.

В новых разработках
При разработке сложных систем управления (в том числе на базе контроллеров) применение бесконтактных выключателей вместо контактных конечных выключателей стало общим правилом, так как простои и аварии сложного автоматизированного оборудования обходятся дорого.

Но и в простых схемах электроавтоматики применение  бесконтактных выключателей экономически и технически обосновано.
Выключатели бесконтактные на напряжение до 250 вольт переменного тока могут непосредственно коммутировать катушки контакторов или пускателей, что позволяет создавать простые схемы управления без блоков питания постоянного тока.

Примеры применения бесконтактных датчиков

Индуктивные бесконтактные выключатели наиболее широко используются в качестве конечных выключателей в станках с ЧПУ, автоматических линиях и т. п.

Индуктивные бесконтактные выключатели в никелированном корпусе со степенью защиты IP67 могут работать при воздействии саж и масла в станочном оборудовании. Индуктивные бесконтактные выключатели с расстоянием срабатывания 150 мм применяются в трубопрокатном производстве, на скребковых конвейерах и Т.п.

Индуктивные бесконтактные выключатели холодоустойчивого исполнения работают на открытом воздухе в условиях северных районов нашего родного Урала.

Индуктивные бесконтактные выключатели с напряжением питания 20-250 8 переменного тока не требуют блока питания и часто применяются в простых схемах управления.

Оптические бесконтактные выключатели

Позиционирование объекта   Контроль наличия таблетки   Контроль положения  Сортировка  Син

в упаковке

 

Контроль упаковки                        Контроль уровня             Контроль наличия крышки       Управление воротами   

На рисунке представлены основные схемы подключения

Общие сведения и параметры датчиков температуры

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГОСТ Р 8.585-2001.

ТЕРМОПАРЫ. Номинальные статические характеристики преобразования.

п. 2.1. Термопара - два проводника из разнородных материалов, соединенных на одном конце и образующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерений температуры.

НСХ термопары - номинально приписываемая термопаре данного типа зависимость термоэлектродвижущей силы от температуры рабочего конца и при постоянно заданной температуре свободных концов, выраженная в милливольтах.

Допускаемое отклонение от НСХ - максимально возможное отклонение термоэлектродвижущей силы термопары от номинального значения, удовлетворяющее техническим требованиям на термопару.

ГОСТ 6616-94.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, Общие технические условия,

Настоящий стандарт распространяется на преобразователи термоэлектрические (далее ТП) с металлическими термопарами в качестве термочувствительных элементов, предназначенные для измерения температуры от минус 270 до плюс 2500°С, изготавливаемые для нужд народного хозяйства и экспорта.

п. 3.9. Диапазон измеряемых температур термопреобразователя (ТП) - интервал температур, в котором выполняется регламентируемая функция ТП по измерению.

п. 3.10. Рабочий диапазон - интервал температур, измеряемых конкретным ТП, находящийся внутри диапазона измеряемых температур.

п. 3.11. Номинальное значение температуры применения- наиболее вероятная температура эксплуатации ТП, для которой нормируются показатели надежности и долговечности.

Примечание: обычно составляет 75% от значения верхнего предела рабочего диапазона температур. Для платиновых термопар номинальное значение температуры применения равно температуре плавления меди (~1085°С).

п. 3.12. Показатель тепловой инерции - время, необходимое для того, чтобы при внесении ТП в среду с постоянной температурой разность температур среды и любой точки внесенного в нее ТП стала равной 0,37 того значения, которое будет в момент наступления регулярного теплового режима.

п. 3.6. Длина монтажной части ТП - для ТП с неподвижным штуцером или фланцем - расстояние от рабочего конца защитной арматуры до опорной плоскости штуцера или фланца; для ТП с подвижным штуцером или фланцем - расстояние от рабочего конца защитной арматуры до головки, а при ее отсутствии - до места заделки выводных проводников.

п. 3.7. Длина наружной части ТП - расстояние от опорной плоскости неподвижного штуцера или фланца до верхней части головки.

п. 3.8. Длина погружаемой части ТП - расстояние от рабочего конца защитной арматуры до мест возможной эксплуатации при температуре верхнего предела измерения.

п. 3.14. ТП кратковременного применения - ТП, которые при использовании в измерительных средах обеспечивают свои метрологические характеристики в ограниченном количестве циклов измерения или в ограниченном интервале времени, указанных в ТУ на ТП конкретного типа.

п. 5.5. Конструкция ТП и применяемые материалы должны обеспечивать стабильность ТП при воздействии температуры верхнего значения рабочего диапазона измерения в течение 2 часов.

Изменение НСХ ТП не должно быть более 1/2 допускаемых отклонений.

Для ТП, у которых значения температур рабочего диапазона превышают 3/4 верхнего значения диапазона измеряемых температур, а также ТП кратковременного и разового применения, изменение НСХ устанавливают в ТУ на ТП конкретного типа.

5.12.2. Длину монтажной, погружаемой и наружной частей ТП рекомендуется выбирать из ряда: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500,3150 мм, свыше 3150 мм - из ряда R 40 по ГОСТ 6636.

Примечание: допускается по согласованию потребителя и заказчика изготовлять ТП с длинами, отличающимися от установленных настоящим стандартом.

ГОСТ 8.338-2002.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ. Методика поверки,

Настоящий стандарт распространяется на погружаемые термоэлектрические преобразователи с металлическими термопарами в качестве термочувствительных элементов по ГОСТ 6616 с номинальными статическими характеристиками, с длиной погружаемой части не менее 250 мм, предназначенные для измерений температуры от 0 до 1800°С, и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

п. 9.1. Длина поверяемой ТП должна быть не менее 500 мм (ТП длиной менее 500 мм поверяют по методикам поверки, утвержденным в установленном порядке).

ГОСТ 6651-94.

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ, Общие технические требования и методы испытаний.

п. 5.4. W100 - отношение сопротивления ТС при 100°С (R100) к сопротивлению при 0°С (R100).

ГОСТ 356-80.

Арматура и детали трубопроводов,

ДАВЛЕНИЯ УСЛОВНЫЕ, ПРОБНЫЕ И РАБОЧИЕ. Ряды.

Условное давление - наибольшее избыточное давление при температуре среды 20°С, при котором допустима длительная работа арматуры и деталей ... , имеющих заданные размеры.

Рабочее давление - наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей.

ГОСТ 27.002-83.

НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ. Термины и определения,

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Наработка до отказа - наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа.

Срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта ... до перехода в предельное состояние, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Виды отказов согласно техническим условиям:

разрушение защитной арматуры;

обрыв или короткое замыкание цепи чувствительного элемента;

несоответствие номинальной статической характеристики (НХС) термопреобразователя и
пределов допускаемых отклонений номинальным значениям согласно классам допуска;

уменьшение    сопротивления    изоляции    между    цепью    чувствительного    элемента    и
металлической защитной арматурой ниже допускаемых значений (для термопреобразователей
с изолированным чувствительным элементом).

ГОСТ 5632-72.

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные* Марки. В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяются на группы:

коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против
электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной,
солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;

жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического
разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550°С, работающие в
ненагруженном или слабонагруженном состоянии;

жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких
температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной
жаростойкостью.

Примечание ПК "Тесей".

Требование ГОСТ 6616-94, п. 5.5 не учитывается многими специалистами, полагающими, что на верхнем пределе рабочего диапазона измеряемых температур ТП будет работать если не тысячи, то хотя бы сотни часов, т.к. в прежнем издании ГОСТ 6616-74 указывался диапазон измеряемых температур при длительном применении термопар. Вообще, принято считать работу ТП длительной, если он работает от нескольких сотен до тысяч часов, и за этот срок изменение стати-ческой характеристики термопары по отношению к номинальной характеристике не превышает 1%. Кратковременным применением считается работа ТП длительностью до 100 ч. За это время статическая характеристика термопары также не должна измениться больше чем на 1 %.

На наш взгляд в ГОСТ 6616-94 необходимо ввести конкретные определения сроков работы, увязав их с ГОСТ 5632-72 "Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные", фактически регламентирующим срок службы защитных чехлов ТП. В этом стандарте под кратковременным сроком работы условно понимают время службы детали до 100 часов; под ограниченным сроком работы - от 100 до 1000 часов; под длительным сроком работы - от 1000 до 10 000 часов; под весьма длительным сроком работы - время значительно большее 10 000 часов (обычно от 50 000 до 100 000 часов).

Указанное положение ГОСТ 6616-94 позволяет производителям заявлять фактически завышенный верхний предел рабочего диапазона измеряемых температур. Например, для ТП типа ТХА в чехлах из стали 15Х25Т заявляют верхний предел рабочего диапазона измеряемых температур 1200 °С. Однако, при этой температуре показания будут достоверными лишь в течение нескольких часов из-за свойств термоэлектродов, а защитный чехол разрушится через несколько десятков часов, т.к. температура начала интенсивного окалинообразования у этой стали 1050 °С.

Все показатели надёжности (средний срок службы, наработка на отказ, гарантийные обязательства) нормируются для номинальной температуры применения - наиболее вероятной температуре эксплуатации ТП. Как правило, её принимают за 75 % от верхнего предела рабочего диапазона температур.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ

1. Диапазон измеряемых температур по ГОСТ 6651-94, °С:

•    ТСМТ (медный ЧЭ) -от-200 до    200

 ТСП (платиновыйЧЭ)        -от-260 до    850

2. Номинальная статическая характеристика (НСХ) и класс допуска

сопротивле-указанных в

НСХ и классы допуска соответствуют ГОСТ 6651-94. Пределы допускаемых отклонений ния от номинальных значений в рабочем диапазоне температур не превышают значений, таблице:

Тип ТС

Ro, Ом

Обозначение НСХ

Класс допуска

Диапазон измеряемых температур, °С

Пределы допускаемых отклонений от НСХ, °С

Номинальное

W100

Минимальное

w100

ТСМТ

50

50М

А

от-50 до 120

± (0.15 + 0.0015-t)

1.4260 1.4280

1.4255 1.4275

В

от-50 до 150

± (0.25 + 0.0035-t)

1.4260 1.4280

1.4250 1.4270

100

100М

С

от-50 до 180

± (0.50 + 0.0065-t)

1.4260 1.4280

1.4240 1.4260

ТСПТ

50

50П

А

от -220 до 850

± (0.15 + 0.002t)

1.3850 1.3910

1.3845 1.3905

100

100П

В

от-220 до 1100

± (0.30 + 0.005-t)

1.3850 1.3910

1.3840 1.3900

100

Pt100

С

от-100 до 300

± (0.60 + 0.008-t)

1.3850 1.3910

1.3835 1.3895

500

Pt500

где   Ro - номинальное значение сопротивления при 0°С; t - температура измеряемой среды, °С.

Примечание: рабочий диапазон конкретного типа ТС может включать часть диапазона измеряемых температур, а также может быть дифференцирован по классам допуска ТС. Кроме рабочего диапазона в ТУ на ТС конкретного типа может устанавливаться номинальное значение температуры применения.

3. Рабочий диапазон температур

Рабочий диапазон температур ТС определяется типом чувствительного элемента:

Тип ТС

Рабочий диапазон температур, °С

Номинальная температура применения, °С

Класс допуска

Примечания

ТСМТ

от  -50   до      120

100

А

от  -50   до      150

120

В

от  -50   до      180

150

С

ТСПТ

от -220   до      200

-190

А

для ТСПТ 202К

от  -50   до      150

90

С

для ТСПТ 301, 302, 303, 304

от  -50   до      500

400

А, В

от -50   до      600

500

А, В

от  -50   до      750

600

А, В

4.Измерительный ток

Измерительный ток, вызывающий изменение сопротивления ТС при 0°С на величину менее 0.1% от номинального значения, следует выбирать из ряда 0.1, 0.2, 0.5, 1.0 мА.

5.Рабочий сигнал

В рабочих диапазонах температур термопреобразователи имеют следующие значения электрического сопротивления:

ТСМТ  50М - от

ТСМТЮОМ - от

ТСПТ   50П - от

ТСПТЮОПиРМОО - от

40 до 90 Ом
80 до 180 Ом
40 до 150 Ом
80 до 300 Ом
•    ТСПТ
Pt500- от 200 до 1500 Ом

6. Показатель тепловой инерции

Значения показателя тепловой инерции термопреобразователей приведены далее для конкретных конструктивных модификаций и определены в соответствии с ГОСТ 6651-94.

7.Цифровая и цветовая идентификация внутренних соединительных проводников термопреобразователей сопротивления

8. Устойчивость к механическим воздействиям

Термопреобразователи устойчивы к воздействию механических ударов, а также имеют вибропрочное и вибростойкое исполнение в диапазонах частот:

Диапазон частот, Гц

Группа исполнения по ГОСТ 12997-84

Тип термопреобразователей

10-150

V3

ТСМТ и ТСПТ модификаций 301 и 302

10-55

N2

термопреобразователи всех остальных модификаций

9. Климатическое исполнение - УХЛ 2.1 по ГОСТ 15150-69

10. Устойчивость к воздействию воды и пыли

соответствует исполнению IP55 по ГОСТ 14254-80.

11. Средняя наработка термопреобразователей до отказа

не менее 50000 часов при номинальной температуре применения

12. Средний срок службы

5 лет при номинальной температуре применения

13. Маркировка

Маркировочные шильдики термопреобразователей выполнены на самоклеющейся пленке из полиэстера. Материал шильдика устойчив к воздействию температур от -40 до 130°С, обладает хорошей стойкостью к воздействию растворителей, ультрафиолета, грязи.

14. Удлинительные провода

Описание и основные характеристики удлинительных проводов для подключения термопреобразователей в измерительную цепь приведены в Приложении.


УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ТСМТ XXX - НСХ - Кл.Сх. - d - L (//) (-материал)

А А А А      А      А А

Тип термопреобразователя:

ТСМТ или ТСПТ

Номер конструктивной модификации

Номинальная статическая характеристика (50М; 100М; 50П; 100П; Pt100; Pt500)

Класс точности и схема соединений
(А4; ВЗ; В2; С2; СЗ)

Наружный диаметр, мм

Монтажная длина, мм

Длина удлинительных проводов, мм

Материал защитного чехла

(указывается при необходимости в явном виде;

при отсутствии - сталь 12Х18Н10Т)

Термопреобразователи сопротивления 102, 103 - тип ТСМТ, ТСПТ101,;

Предназначены для измерения температуры жидких и газообразных химически неагрессивных сред, а также агрессивных, не разрушающих материал защитного чехла.

Термопреобразователи сопротивления

ТСМТ(ТСПТ) 101 и 103 диаметром D=8 мм предназначены для использования в комплекте с защитными гильзами ЮНКЖ (см. раздел 9).

 ТСМТ(ТСПТ) 102 могут комплектоваться передвижными штуцерами ЮНКЖ.405921 (см. раздел 9) на условное давление 0.4 МПа.

Рекомендуется использовать термопреобразователь модификации ТСМТ(ТСПТ) 101 диаметром D=8 мм вместо ТСМТ(ТСПТ) 103.

ТСМТ(ТСПТ) 101 D-8 или 10 мм

ТСМТ(ТСПТ) 102 D = 8 или 10 мм

ТСМТ(ТСПТ) 103


Технические характеристики термопреобразователей сопротивления:

Тип ТС

Номинальная статическая характеристика (НСХ)

Класс допуска

Диапазон рабочих температур, °С

ТСМТ

50М, 100М

А

от-50   до   120

В

от-50   до   150

С

от-50   до   180

ТСПТ

50П,100П

А, В

от-50   до   500

100П

А, В

от-50   до   750

Pt100, Pt500

А, В

от-50   до   600

диапазон условных давлений, МПа:

от 0 до 6.3 для ТСМТ(ТСПТ) 101 отО до 4.0 для ТСМТ(ТСПТ) 103 от 0.1 до 0.4  для ТСМТ(ТСПТ) 102   (до 0.4 - ТС с передвижным штуцером)

показатель тепловой инерции не превышает 30 с - для ТС с диаметром рабочей части 10 мм 20 с - для ТС с диаметром рабочей части 8 мм

Примечание: по специальному заказу возможно изготовление малоинерционных ТС с показателем тепловой инерции менее 10 сек. Диаметр рабочей части 4-5 мм, монтажная длина до 250 мм.

материал защитного чехла

С10 - сталь 12Х18Н10Т или Ci3 - сталь 10Х17Н13М2Т

максимальная температура на клеммной головке 100сС (прессматериал АГ-4В)

Перечень исполнений термопреобразователей сопротивления модификаций 101; 102; 103

Длина монтажной части L, ГОСТ 6651-94: 80, 100. 120, 160, 200, 250, 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150 мм.

Тип ТС

Модификация

нсх

Кл.Сх.

Диаметр D, мм

Длина монтажной части, L, мм

Материал защитного чехла

min

max

тсмт

101,103

50М, 100М

A3, A4, ВЗ, B4, СЗ, С4

8. 10

80

3150

Сю, С13

50М

В2, С2

80

2500

100М

80

3150

102

50М, W0M

A3, А4, ВЗ, В4, СЗ, С4

320

3150

50М

В2, С2

320

2500

100М

320

3150

тспт

101, 103

50П, 100П, R100, Pt500

A3, А4, ВЗ, В4

8, 10

80

3150

Сю, С13

50П

В2

80

630

100П, Pt100

80

1250

Pt500

80

3150

102

50П, Ю0П, PttOO, Pt500

A3, А4, ВЗ, В4

320

3150

50П

В2

320

630

100П, Pt100

320

1250

Pt500

320

3150

Обозначение и примеры записи при заказе:

ТСМТ(ТСПТ) 10_ - НСХ ■ Кл.Сх.-D-L- (Схх)

Без дополнительного указания ТС поставляются в защитных чехлах из стали 12Х18Н10Т-Сю, верхний предел диапазона рабочих температур 500°С

ТСМТ 101 - 50М - С2 - 10- 120 - термопреобразователь сопротивления медный модификации 101, градуировки 50М, класса допуска С с двухпроводной схемой измерения, наружным диаметром 10 мм, монтажной длиной 120 мм, с монтажными элементами: кольцо диаметром 18 мм и штуцером с резьбой М20х1.5.

Термопреобразователи сопротивления   104; - тип СМТ, ТСПТ

Предназначены для измерения температуры воздуха в помещениях различного назначения.

Технические характеристики термопреобразователей сопротивления:

Тип ТС

Номинальная статическая характеристика (НСХ)

Класс допуска

Диапазон рабочих температур, °С

ТСМТ

50М, 100М

в, с

от-50   до   120

ТСПТ

50П, 100П, Pt100, Pt500

• условное давление

0.1 МПа

показатель тепловой инерции не превышает
20 с

материал защитного чехла

Сю - сталь 12Х18Н10Т

максимальная температура на клеммной головке 100°С (прессматериал АГ-4В)

Перечень исполнений термопреобразователей сопротивления модификации 104

Длина монтажной части L, ГОСТ 6651-94: 60, 80, 100, 120, 160, 200 мм.

Тип ТС

Модификация

НСХ

Кл.Сх.

Диаметр D, мм

Длина монтажной части, L, мм

min

max

ТСМТ

104

50М, 100М

В2, С2

6

60

200

ТСПТ

50П, 100П, Pt100,Pt500

Обозначение и примеры записи при заказе:

ТСМТ (ТСПТ) 104 - НСХ' Кл.Сх. -D-L

ТСМТ 104 - 50М -С2-6-200- термопреобразователь сопротивления медный модификации 104, градуировки 50М, класса допуска С с двухпро-водной схемой соединений, наружным диаметром б мм, монтажной длиной 200 мм

_____________________________________________________________________________________________

Стенд №3                                                                                                                        Лабораторная работа №4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4237. Значение медицинской генетики для общей патологии человека. Классификация болезней человека (генетические аспекты) 759 KB
  Значение медицинской генетики для общей патологии человека. Классификация болезней человека (генетические аспекты) Прогресс в развитии медицины и общества приводит к относительному возрастанию доли генетически обусловленной патологии в заболеваемости...
4238. Механіка електропривода. Електропривод з двигунами постійного струму 5.13 MB
  Основи електропривода Привод – це система пристроїв призначених для перетворення різних видів енергії на механічну, що використовується для приведення в рух виконавчого органа робочої машини. В залежності від виду первинної енергії розрізняють ...
4239. Експлуатація та обслуговування машин 3.52 MB
  У посібнику наведені основні положення Типової системи з технічного обслуговування та ремонту метало- та деревообробного обладнання – основного нормативного документа зі зберігання, транспортування, монтажу, підготовки до використання та викори...
4240. Економіка праці та соціально-трудові відносини. Конспект лекцій 1.64 MB
  Вступ Дисциплінна Економіка праці та соціально-трудові відносини є однією з основних фундаментальних дисциплін підготовки фахівців економічного профілю, яка дозволяє оволодіти теоретико-методологічними основами соціально-економічних відносин у сфе...
4241. Економіка праці і соціально-трудові відносини 413 KB
  Економіка праці і соціально-трудові відносини як предмет наукового дослідження і навчальна дисципліна Праця і соціально-трудові відносини як предмет наукового дослідження. Мета, об’єкт, предмет і завдання дисципліни. Методологі...
4242. Основи етики та естетики. Курс лекцій 116.5 KB
  Предмет етики. Особливості функціонування моралі Предмет етики. Етика, мораль і моральність. Сутність та походження моралі. Особливості функціонування моралі. Етичні категорії. Основні етичні проблеми сучасності. Предмет естетики. Основні категорії...
4243. Комплексный подход к управлению производительностью (эффективностью) производства 83 KB
  Комплексный подход к управлению производительностью (эффективностью) производства Комплексный (системный ) подход к производительности и эффективности производства. Влияние факторов внешней среды на производительность. Влияние внутренних переменных ...
4244. Трансгрессии. Влияние одного гена на проявление ряда других генов 246 KB
  Трансгрессии Сущность явления состоит в том, что при скрещивании при анализе наследования количественного признака (например, окраски эндосперма) у потомков он оказывается более или менее выраженным, чем родительские формы. Например, при скре...
4245. Управление качеством. Сущность управления качеством 90 KB
  Управление качеством. Сущность управления качеством Объективные предпосылки изменения отношения к качеству и эволюция управления качеством. Экономические категории и затратный механизм качества. Качество как фактор конкурентоспособности. Проце...