Русская версия English version

Определение времени термической реакции термопреобразователей сопротивления

Е.Д. Маршалов, А.Н. Никоноров, И.К. Муравьев

Вестник ИГЭУ, 2017 г. выпуск 3, сс. 54—59

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: При эксплуатации и наладке современных систем управления важное значение имеют точность и качество выполненных измерений. Самыми распространенными являются температурные измерения. Одним из основных показателей датчиков температуры является время термической реакции. Динамические свойства датчиков оказывают влияние на параметры настройки автоматических регуляторов и, соответственно, на качество работы АСУТП в целом, однако изучены значительно хуже статических свойств. Поэтому задача исследования динамических свойств датчиков температуры является актуальной и востребованной.

Материалы и методы: Выбран метод определения динамических характеристик датчиков температуры, заключающийся в снятии кривой разгона при скачкообразном изменении температуры среды, окружающей датчик, от одного установившегося значения до другого. Решение поставленной задачи осуществлено с применением платиновых термопреобразователей сопротивления, высокоточного метрологического оборудования, использован метод совмещения кривых разгона по «нулевым линиям».

Результаты: Получены переходные характеристики для четырех термопреобразователей сопротивления при различных изменениях температуры. В результате обработки полученных переходных характеристик рассчитаны их оценки для доверительной вероятности 0,95. Показано, как диаметр монтажной части датчиков температуры оказывает влияние на их динамические характеристики. Установлено, что при помещении датчиков в одинаковую технологическую среду с одинаковой скоростью обтекания датчика технологической средой большое влияние на динамические характеристики оказывает диаметр монтажной части, что обусловлено особенностями теплопроводности для различных толщин стенки датчика; длина монтажной части не играет значительной роли ввиду того, что чувствительный элемент датчика температуры находится на его рабочем конце, т.е. чувствительные элементы всех исследованных датчиков находились в одинаковом температурном поле.

Выводы: Полученные в ходе проведения экспериментов динамические характеристики датчиков температуры показывают, что при изменении диаметра монтажной части термопреобразователя сопротивления в 2,5 раза время термической реакции изменяется в 4 раза. Полученные результаты могут быть полезны при выборе датчиков температуры для технологических объектов управления, а также при проектировании и вводе в действие АСУТП, при настройке автоматических систем регулирования для оптимизации качества работы регуляторов, при реализации технологических защит и блокировок.

Ключевые слова: термопреобразователь сопротивления, динамические характеристики, время термической реакции, калибратор температуры, система регулирования, переходные процессы.

Список литературы на русском языке: 

1. Маршалов Е.Д. Исследование динамических характеристик термопреобразователей сопротивления: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии». В 4 т. Т. 2. – Иваново, 2015. – С. 263–266.

2. Маршалов Е.Д. Экспериментальное исследование датчиков температуры // Труды VI Междунар. науч.-техн. конф. «Электроэнергетика глазами молодежи». В 2 т. Т. 2. – Иваново, 2015. – С. 341–342.

3. Use of a data measurement system for studying the characteristics of temperature sensors / V.A. Dubovitskii, L.P. Sebina, M.V. Godunov, E.M. Maksimova // Fibre Chemistry. – 2011. – Vol. 42, no. 6. – P. 399–403.

4. Сабитов А.Ф., Сафина И.А. Идентификация динамических характеристик авиационных датчиков температуры газов // Приборы и методы измерений. – 2016. –
Т. 7, № 2. – С. 211–218.

5. Иосифов В.П. Определение полных динамических характеристик средств измерений с применением рекуррентных процедур // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 1 (17). – С. 126–131.

6. Froehlich T., Augustin S., Ament C. Temperature-Dependent Dynamic Behavior of Process Temperature Sensors // International Journal of Thermophysics. – 2015. –
Vol. 36, no. 8. – P. 2115–2123.

7. Вавировская С.Л., Захаров Д.Л., Корнеев М.В. Автоматизация определения динамических и скоростных характеристик датчиков температуры на установке воздушной УВ-010 ЦИАМ // Автоматизация в промышленности. – 2016. – Т. 4. – С. 28–29.

Ключевые слова на русском языке: 
термопреобразователь сопротивления, динамические характеристики, время термической реакции, калибратор температуры, система регулирования, переходные процессы
Ключевые слова на английском языке: 
thermal resistance transducer, dynamic characteristics, thermal response time, temperature calibrator, control system, transitional processes
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2017.3.054-059
Количество скачиваний: 
22