A.SZUDER

MASURAREA TEMPERATURILOR

Prof. Dr. Ing. Andrei SzuderTel. 40.2.1.4112604

Fax. 40.2.1.4112687

www.labsmn.pub.ro

szuder@labsmn.pub.ro

A.SZUDER

Rezervor

Capilar

Scală

V = Vo(1+T)

Lichid Domeniu (°C) (°C-1)

Pentan -200 la+20 *

Alcool etilic -110 la +100 1,17

Toluen -90 la +100 1,03

Mercur -38 la +650 0,182

Mercur -Thallium

-58 la +650 *

Mercur -Gallium

0 la +1000 *

Termometre

A.SZUDER

Termometrurezistiv

Termometruinductiv

Termometrucapacitiv

Termometre

A.SZUDER

lo

l1 = l01Tl2 = l02T

l

Măsurarea temperaturilor cu lamelă bimetal

A.SZUDER

PV = nRT P=R/V x T

Element sensibilCapilar

Tub Bourdon

Termometre cu dilatare de gaz

A.SZUDER

Termocouple - Seebeck

VAB

VAB = Tabs

Metal A

Metal B

Tabs

Două fire din metale diferite cuplate la ambele capete şi încălzite la unul din capete produc un curent continuu a cărui tensiune electromotoare este funcţie de temperatura de la “ joncţiunea caldă” şi de natura celor două metale.

Thomas Seebeck - 1821.

A.SZUDER

Coeficientul lui Seebeck

Joncţiune receJoncţiune caldă

Termocuple - Principiul de funcţionare

Efectul Peletier•t.e.m - joncţiunea a 2 materiale diferiteEfectul Thomson •t.e.m = f() în acelaşi materialEfectul Seebeck•t.e.m = f(, materiale diferite)

A.SZUDER

Cablu de compensare

Instrument de măsură

Termocuple

Intervale caracteristiceNr.crt.

Variante de termocupluri Temperatura[ C]

Tensiuneatermoelectromotoare [mV]

1 Cupru / Constantan -184...400 -5,284...20,8052 Fier / Constantan -184...900 -7,52...50,053 Cromel / Alumel -184...1300 -5,51...51,054 Cromel / Constantan 0...1000 0...75,125 Platină 10% Rodiu / Platină 0...1500 0...15,9796 Platină 13% Rodiu / Platină 0...1600 0...18,6367 Platină 30% Rodiu / Platină 6% Rodiu 37...1800 0,007...13,4998 Platinel 1813 / Platinel 1503 0...1300 0...51,19 Iridiu / Iridiu 60% Rodiu 40% 1400...1850 7,50...9,55

10 Tungsten 3% Reniu / Tungsten 24%Reniu

10...2200 0,064...29,47

11 Tungsten / Tungsten 28% Reniu 15...2800 0,042...43,2512 Tungsten 5% Reniu / Tungsten 26%

Reniu0...2760 0...38,15

A.SZUDER

Temperatura în grade C

T.E

.M în

m V

Termocuple - tipuri

A.SZUDER

Instrument de măsură

Gheaţă topită

Termocuple - etalonare

A.SZUDER

Termorezistenţe - RTD

A.SZUDER

RESISTIVITATEA Metalelor

Aur Au 13.00

Argint Ag 8.8

Cupru Cu 9.26

Platină Pt 59.00

Wolfram w 30.00

Nichel Ni 6.00

• Rezistivitatea metalelor variază proporţional şi în acest sens cu variaţia temperaturii.

• Erorile de măsurare sunt minime când valoarea nominală a termorezistenţei este mare. Termorezistenţele au rezistivitate mare..

A.SZUDER

Traductor Termorezistiv (RTD) din platină

• Sârma de Pt chimic pură utilizată pentru RTD este • =0.00392 ohms/ohm/ºC.• RTD din Pt are o rezistenţă de 100 ohms.• Sensibilitatea tipică pentru RTD din Pt este de 0.392

ohms/ºC.

CCateaSensibilit

RateaSensibilit

RC

o

o

392.010000392.0

100

00392.0

A.SZUDER

Etalonarea termorezistenţelor

Termorezistenţa (RTD)este un traductor cu o caracteristică mai lineară decât termocouplul,. Ecuaţia Callendar-Van Dusen este folosită pentru etalonarea termorezistenţelor.

Where:RT = Rezistenţa la Temperatura TRo = Rezistenţa la T = 0ºC= Coeficientul de temperatura la T = 0ºC (tyipic +0.00392//ºC)= 1.49 (valoare tipică pentru Pt =0.00392)= 0 {T > 0} = 0. 11 (tipic) {T < 0}

3

00T 100

T1

100

T

100

T1

100

TTRRR

A.SZUDER

Circuitul termorezistiv

Vex(+)

Vex(-)

R1

R2RTD

R3

V

A.SZUDER

Termistori

A.SZUDER

Circuitul de măsurare cu Termistoare

Vex(+)

R1

Rt V

Termistor

It

Disiparea de puterePd=It V

A.SZUDER

Eroarea de disipare a puterii

VTt

TaQ

at

at

t

at

TK

IVT

K

QT

IVPdQ

)T(T*KQ

K este funcţie de materialul termistorului

A.SZUDER

Infraroşu

A.SZUDER

Blocul Izoterm

V1

B

Cu

Cu B

A

Blocul izoterm

Temperatură constantă

+ --- + +

+

-

AT1

TR

TermistorTemperatura de Referinţă

)V(V

T

)V(T

TV

T

RAB

11

RR

RAB

11

f

f

VR

A.SZUDER

R1 R2

R3 R0

G

Rh

E

Rt

K

Măsurarea temperaturii cu termorezistenţe şi termistoare

Termorezistenţe

Rt = Rto [ 1 + ( t-to ) ]

tt

tt

eRtR

0

0

0

Termistoare

;100

;1

0

01001000 R

RR

d

dR

R

A.SZUDER

Lampă cu incandescenţă

Ecran monocromatic roşu

Ecran absorbant

TelescopLentilă

Obiect

Corp cald

Circuit în punte

Pirometrul optic

•Pirometre monocromatice cu radiaţie parţială

•Pirometre monocromatice cu radiaţie totală

A.SZUDER

Termocuplu

Termocuplul

Spărgător de aşchii

Plăcuţăaşchietoare

Cuţit

Cuţit

Măsurarea temperaturilor la aşchiere

A.SZUDER

Hg

n

s

Izolant

mv

Cuţit strung

Disc rotativ

Piesă

Măsurarea temperaturilor la aşchiere

A.SZUDER

Comparaţie

Termocouplu Termistor RTD

Domeniul de temperaturi

~1000 C ~200 C ~300 C

Costul traductoarelor

Mic Mic Mare

Amplificarea 500-1000 1 1

Costul achiziţiei de date

Mare Mic Mic

Sensibilitatea (+/-) 1 deg C (+/-) 1 deg C (+/-) 1 deg C