Розробка пасивного термодатчика (стр. 2 из 11)

Показники теплової інерційності промислових термометрів становлять 10÷60с і визначаються так саме, як і для термопар. Виключення становлять термометри, призначені для вимірювання температури газу; для них показник теплової інерційності визначається як постійна часу при зануренні термометра в потік повітря, що має постійну швидкість 0,5 м/с.

Рис.4 Конструкції традиційних термодатчиків

Поверхневі термоперетворювачі відрізняє висока надійність, малі розміри, матеріалоємність, поліпшені показники теплової інерції. Термоопори стійкі до вібрації й зберігають працездатність при вологості до 98 %. Не вимагають складних монтажних робіт при установці на об'єкті. При установці на труби або радіатори дозволяють із низькою тепловою інерцією виміряти температуру енергоносія. Практично незамінні для труб малого діаметра, де установка середовищних перетворювачів ускладнена або економічно недоцільна.

ЧЕ термоперетворювачів групи 2 виконані у вигляді плоскої одношарової біфілярної спіралі, закріпленої між двома пластинами зі склотканини. Товщина такого ЧЕ не перевищує 0,15мм. Виводи перетворювача 2-1 – плоскі у вигляді пелюстків. Перетворювачі 2-3, 2-7 конструктивно виконані на базі моделі 2-1, алі із повторюємо закладенням виводів у корпусі із пресматеріала АГ-4У (2-3) або високотемпературного клейового заливання (2-7). Термоперетворювачі 2-1, 2-3, 2-7 рекомендуються для вимірювання температури поверхонь обмоток, підшипників, електродвигунів і генераторів, а також поверхонь труб будь-якого діаметра. Термоперетворювач 2-9 призначений для виміру температури зовнішнього повітря й температури в приміщеннях.

Поверхневі ТО найбільш використовуються в сучасних вимірювальних перетворювачах і різних бортових вимірювальних системах як датчики температури для визначення поточної температури бортового засобу вимірювання з метою наступної алгоритмічної компенсації його систематичних додаткових температурних похибок.

В Україні АТ «Чезара» робить мідні й платинові середовищні й поверхневі ТО (таблиця 1, 2).

У таблиці 3 у скороченому об’ємі наведені параметри номінальних СГХ мідних і платинових ТО. Зроблені заводом-виробником ТО після їх статичного градуювання розподіляються на п'ять класів точності. Критеріями розподілу є припустимі відхилення опору R0 при Т0=0˚З і чутливості S100=R100/R0, обумовленої як відношення опорів при Т=100˚З і Т0=0˚С. Величини припустимих відхилень наведені в табл. 4.

Таблиця 1

Основні технічні характеристики поверхневих ТО виробництва АТ «Чезара»

Технічна характеристика	Тип, марка ТЕ
	Мідний ТОМ					Платиновий ТОП
	ТМ-221	ТМ-006 (ТМ-104)	ТМ-232	ТЭМ	ТП-018 (025)		ТП-033
1. Діапазон вимірюваних температур, °З	-50... …+200	-196... …+200	-130... …+200	-196... …+200	-260... …+300		-50... …+1000
2 Номінальний опір R0 при Т0=0°С, Ом	53; 100; 200	53; 60; 100	53; 100	53; 60; 100	60; 100; 500		15; 25; 34
3. Тип номінальної СГХ за ГОСТ 6651-94	гр. 23; 100 М; 200 М	гр. 23; 100 М	гр. 23; 100 М	гр. 23; 100 М	50 П; 100 П; 500 П		15 П; 25 П; 35 П
4. Похибка індивідуальної СГХ, не більше, °З	0,5	0,5	1,5	0,5	0,5
5. Показник теплової інерції, не більше, с	0,5	0,01	0,01	0,01	0,01		0,01
6. Гарантійний термін, років	12	15	15	15	15		15
7. Габаритні розміри, мм (маса, гр.)	10 х 6 (1)	20 х 32 (2,5)	10 х 20 (1,5)	(0,5)	(8) - ТП-018 (0,5) - ТП-025		49 х 23 (10)
8. Конструктивні виконання, згідно малий..2.	Тип 1 Підкладка- ситал	Тип 1 Підкладка- склотканина	Тип 1 Підкладка- склотканина	Тип 1 Підкладка- склотканина	Тип 1 ТП-018 пластм. корпус		Тип 1
9. Особливості застосування	Для плоских поверхонь	ТМ-006 для плоских поверхонь; ТМ-104 для поверхонь із R=7...100мм	Для поверхонь із R≥10мм	Для плоских поверхонь	Для плоских поверхонь ТП-018 у пластмасовому корпусі		Для плоских поверхонь

Примітка: 1. СГХ - статична градуюальна характеристика;

1. Допуск на величину номінального опору R0 (по п. 2) не більше ±0,5 Ом.

Таблиця 2

Основні технічні характеристики середових ТО виробництва АТ «Чезара»

Технічна характеристика	Тип, марка ТО
	Мідний ТОМ		Платиновий	ТОП
	ТМ-168	ТМ-166	ТП-198 (ТП-227)	ТП-165 (ТП-175)
1. Діапазон вимірюваних температур, °З	-196... …+200	-196... …+200	-260... …+200	-260... …+300
2 Номінальний опір R0 при Т0=0°С, Ом	100	100	100, 500	100
3. Тип номінальної СГХ за ДЕРЖСТАНДАРТ 6651-94	100 М	100 М	100 П, 500П	100 П
4. Похибка індивідуальної СГХ, не більше, °С	0,5	0,5	0,5 0,1 у діапазоні -260...0С	0,5
5. Показник теплової інерції, не більше, с	5	5	3 (ТП-198) 0,5(ТП-227)	5
6. Гарантійний рядків, років	15	15	12	10
7. Габаритні розміри, мм (маса , гр.)	(20)	(80)	(74 - ТП-198) (12 - ТП-227)	(80 - ТП-165) (20 - ТП-175)
8. Особливості застосування й конструкції	Для неагресивних рідин і газів. Кріплення- двома гвинтами. Негерметичний.	Для неагресивних рідин і газів під тиском до 200 кг/див2. Кріплення- різьба М16-1. Герметичний.	Для криогенних рідин. Герметичний.	Для неагресивних рідин і газів, ТП-175 негерметичний. ТП-165 герметичний при тиску до 200 кг/див2.

Таблиця 3

Параметри номінальних СГХ мідних і платинових ТО

Тип термометра	Номінальний опір при 0°С, Ом	Позначення градуювальної характеристики	Діапазон температур, °С
ТОП	1 5 10 (46) 50 100 500	1П 5П 10П (гр. 21) 50П 100П 500П	-50...+1100 -100...+1100 -200... +1000 -260... +1000 -260...+ 1000 -260...+1000 -260...+300
ТОМ	10 50 (53) 100	10М 50М (гр. 23) 100М	-50...+200 -50...+200 -50...+180 -200...+200

Таблиця 4

Припустимі відхилення номінальних СГХ мідних і платинових ТО

Тип термометра	Клас точності	Параметр термометра
		ΔR0/ R0, %	S100=1,3910		S100=1,4280
			+a	-b	+a	-b
ТОП	I II III IV V	±0.05 ±0.1 ±0.2 ±0.4 ±0.8	0,0015	0,0005 0,0010 0,0020 0,0030 0,0050	–
ТОМ	I II III IV V	– ±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1.0	–		– 0,001 0,002 0,003 0,005

Будь які інші вимірювачі температури для того, щоб бути готовими до широкого використання, повинні відповідати представленим характеристикам. Зорієнтуємось на досягнення розробленим термодатчиком показників серійних термометрів: діапазон вимірювання термодатчиків на пасивних ПАХ-елементах –50 …+200°С, похибка вимірювання 0,5%, показник теплової інерційності 5 с, габаритні розміри 10´6 мм.

Вимірювальний ланцюг також матиме класичну схему (рис.5) ТО в складі чутливого до температури первинного перетворювача (ПП) та вторинного перетворювача (ВП) вихідної характеристики термодатчика до потрібного вигляду .

Т [˚C] R(T) [Ом] U(T) [В]

Рис. 5. Структурна схема ДТ

ВП, як правило, є потенціометричним або мостовим вимірювальним ланцюгом (ВЛ) постійного струму, що здійснює перетворення опору ТО R(T) у вихідну електричну напругу постійного струму пропорційну вимірюваній температурі. Для термодатчика на пасивних ПАХ елементах ВП є передавачем та приймачем радіосигналу.

2.2 Вибір принципу радіолокації для приладів на пасивних Пах-елементах

Виділяють два види радіолокації:

· Пасивна радіолокація заснована на прийомі власного випромінювання об'єкта

· При активній радіолокації радар випромінює свій власний зондувальний імпульс і приймає його відбитим від мети. Залежно від параметрів прийнятого сигналу визначаються характеристики мети.

Активна радіолокація буває двох видів:

Рис.6 . Радіолокаційна станція

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5:Radarops.gif

Активна радіолокація з пасивною відповіддю

· З активною відповіддю — на об'єкті передбачається наявність радиопередатчика (відповідача), що випромінює радіохвилю у відповідь на прийнятий сигнал. Активна відповідь застосовується для опізнавания об'єктів (свій-чужий), а також для одержання від них додаткової інформації (наприклад, кількість палива, тип об'єкта й т.д.).

· З пасивною відповіддю - сигнал запиту відбивається від об'єкта й сприймається в пункті прийому відповідно.

Для побудови пасивного ПАХ-термодатчика будемо використовувати саме останній метод (із пасивним відгуком).