отчет по практической работе на тему Измерения характеристик резистивного датчика температуры. Отчет о практической работе по Основам автоматизации технологических процессов нефтегазового производства

• Название: Отчет о практической работе по Основам автоматизации технологических процессов нефтегазового производства
• Анкор: отчет по практической работе на тему Измерения характеристик резистивного датчика температуры
• Дата: 11.01.2022
• Размер: 290.92 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_3.docx
• Тип: Отчет; #327830

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа

^{институт}

Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

^{кафедра}
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

по Основам автоматизации технологических процессов

нефтегазового производства

^{наименование дисциплины}

Измерения характеристик резистивного датчика температуры

^тема

Преподаватель А.Д. Скоробогатова

^{подпись, дата фамилия, инициалы}

Студент О.Б.Вайчишина

^{подпись, дата фамилия, инициалы}

Изучение характеристик резистивного датчика температуры.

1. Цель работы

Изучить принцип действия и конструктивное исполнение датчиков температуры резистивного типа. Научится определять метрологические характеристики терморезисторов и осуществлять их правильный выбор с учетом номинально-статических характеристик для решения технологических задач.

2. Оборудование и материалы

Набор термометров сопротивления ДТСО25-50М в различных конструктивных исполнениях. Регистратор параметров технологических процессов NOVA. Термошкаф с регулируемой температурой. Термометр для измерения температуры.

3. Теоретические сведения

Датчиком резистивного типа или терморезистором называется устройство, содержащее проводник иди полупроводник, электрическое сопротивление которого значительно меняется с изменением температуры окружающей среды.

Терморезисторы, в которых в качестве проводника используется медь, никель и платина, получили название термометров сопротивления. Последние широко применяются в приборах для измерения температуры воздуха, воды и масла. Термометр сопротивления представляет собой тонкую медную, никелевую иди платиновую проволоку, намотанную на слюдяной или керамический каркас, который затем для защиты от механических повреждений помещается в металлический корпус,

Изменение сопротивления терморезистора при изменении температуры окружающей среды определяется следующей зависимостью:

R_t=R_o/1+a(t-t_o),

где: R_t - сопротивление терморезистора при температуре (t), Ом

R_o - начальное сопротивление терморезистора при температуре (t_o), Ом

a - температурный коэффициент сопротивления, 1/°С

t - температура в момент измерения, °С

t_o - начальная температура терморезистора,°С

С помощью термометров сопротивления можно измерять температуру от -250 до +550°С.

Терморезисторы применяются для непрерывного измерения температур в самых различных отраслях промышленности. В качестве чувствительных элементов для терморезисторов применяются медь и платина с различными номинально-статическими характеристиками (НСХ). НСХ - номинальная статическая характеристика термометра сопротивления, которая представляет собой стандартную функцию сопротивление-температура R(t). Для промышленных термометров функция установлена стандартами МЭК 60751 и ГОСТ 6651

Для термометров сопротивления устанавливаются следующие НСХ: 50М, 100М, 50П, 100П, Pt100, Pt1000.

Различают общепромышленные и специализированные термопреобразователи. Конструктивно они могут изготавливаться с кабельным выводом или с коммутационной головкой, в различных исполнениях, что позволяет устанавливать их на трубопроводах, на стенках установок, погружать в исследуемую среду.

Измеренная температура может быть преобразована в значения:

сопротивления (ДТС),

напряжения (ДТП),

токовый сигнал 0(4) …20мА (датчики с нормирующим преобразователем).

При эксплуатации датчиков во взрывоопасных зонах необходимо использовать взрывозащищенное конструктивное исполнение (в обозначении добавляется Ех) и для подключения ко вторичным приборам необходимо использовать барьер искрозащиты. Для удобства эксплуатации термопреобразователей применяют дополнительную арматуру: защитные гильзы, бобышки, штуцеры.


Рисунок 1 – Конструктивное исполнение термометров сопротивления.

Достоинством термометров сопротивления являются: высокая точность измерения, стабильность и линейность характеристики, простота их изготовления. Основным недостатком рассмотренных термометров является их температурная инерционность. Инерционность термометра сопротивления характеризуется показателем тепловой инерции. Показатель тепловой инерции представляет собой время, необходимое для того, чтобы при внесении термометра в среду с постоянной температурой разность температур среды и любой точки внесенного в нее термометра стала равной 0,37 того значения, которое она имела в момент наступления регулярного теплового режима. Величина инерционности термометра сопротивления условно определяется временем, прошедшим с момента переноса термометра из воды при температуре 20 С в кипящую воду, до момента, начиная с которого разность температур кипящей воды и чувствительного элемента термометра сопротивления не превышает 10 % от полного интервала изменения температуры. Инерционность термометра сопротивления в арматуре не превышает 20 сек. Она определяется теплопроводностью материала защитной оболочки, массой рабочей части терморезистора и толщиной воздушной прослойки между чувствительным элементом и внутренними стенками защитной оболочки. Кроме того, чувствительный элемент термометра должен иметь хороший тепловой контакт с внутренней рабочей поверхностью защитной гильзы.

Описание установки:

Лабораторная установка выполнена на базе термошкафа FED-240 с микропроцессорным контролем регулировки температуры.



Температурные характеристики

Диапазон температур, от температуры на 5 °C выше температуры в помещении до (°C) 300

Вариация температуры

при 70 °C (± °C) 1

при 150 °C (± °C) 2,5

при 300 °C (± °C) 4,8

Флуктуация температуры при 70 °C (± °C) 0,3

Время нагрева

до 70 °C (мин.) 18

до 150 °C (мин.) 35

до 250 °C (мин.) 60

Время восстановления после открытия двери на 30 сек

при 70 °C (мин.) 2

при 150 °C (мин.) 17

при 300 °C (мин.) 21

Характеристики воздухообмена

Воздухообмен

при 70 °C (циклов/ч) 17

при 150 °C (циклов/ч) 18

при 300 °C (циклов/ч) 16

Электрические данные

Номинальное напряжение (±10 %) 50 / 60 Гц (В) 400

Номинальная мощность (Вт) 3400

при 70 °C (Вт) 520

при 150 °C (Вт) 1200

при 300 °C (Вт) 2340
Ход работы:

1. Подготовка стенда к работе.

1. 
   Разместить на верхней полке термошкафа два испытываемых термометра сопротивления и датчик температуры контактного термометра.
   
2. 
   Согласно инструкции по управлением термошкафом задать рабочую температуру 120° С.
   
3. 
   Подключить рабочие выводы термометра сопротивления к измерителю RCL.
   
4. 
   Включить нагрев термошкафа.
   
1. 
   Проведение испытаний.
   
   1. 
      По мере увеличения температуры фиксировать сопротивление ТСМ, при помощи измерителя RCL, с интервалом 5° С
      
   2. 
      При достижении температуры 120° С произвести отключение термошкафа и зафиксировать сопротивление ТСМ, при помощи измерителя RCL, с интервалом 5° С при остывании до комнатной температуры.
      
   3. 
      Повторить опыт для разных типов ТСМ.
      
   4. 
      Результаты замеров занести в таблицу.
      

Таблица 1- Результаты измерений сопротивления ТСМ.

Тнагрев	Rнагрев	Тохл	Rохл
39	58,7	96,83	71,8
44	59,8	91,77	70,7
49	60,8	86,79	69,5
54	61,9	81,89	68,5
59	62,9	76,82	67,3
64	64	71,78	66,2
69	65,3	66,83	65
74	66,3	61,84	63,9
79	67,3	56,85	62,9
84	68,5	51,87	61,7
89	69,7	46,82	60,7
94	70,8	41,85	59,6
99	72	36,8	58,5

Рисунок 2 – Влияние Т_нагрев на сопротивление ТСМ



Рисунок 3 – Влияние Т_охл на сопротивление ТСМ

Заключение

Изучили принцип действия и конструктивное исполнение датчиков температуры резистивного типа. Научились определять метрологические характеристики терморезисторов и осуществляли их правильный выбор с учетом номинально-статических характеристик для решения технологических задач.

Красноярск 2021