Электроконтактный термометр: проверка точности измерений

Электроконтактные термометры широко используются в промышленности для контроля температурных режимов. От точности их показаний зависит качество техпроцессов и безопасность производства. Как правильно проверить метрологические характеристики приборов и выявить возможные отклонения?

Назначение и принцип действия электроконтактных термометров

Электроконтактный термометр - это прибор для измерения температуры среды и автоматического управления внешними устройствами по заданной температурной уставке.

Электроконтактные термометры широко применяются в системах автоматизации технологических процессов в промышленности, энергетике, пищевой отрасли и других областях.

По принципу действия различают манометрические , дилатометрические , термоэлектрические термометры.

1. Манометрический термометр использует изменение давления газа или жидкости от температуры.
2. В основе работы дилатометрического термометра лежит температурное расширение металлов или жидкостей.
3. Термоэлектрический термометр преобразует тепловую энергию в электрический сигнал посредством термопары.

Рассмотрим подробнее устройство и принцип действия манометрического электроконтактного термометра.

Устройство манометрического электроконтактного термометра

Манометрический электроконтактный термометр состоит из следующих основных частей:

• термочувствительный элемент - медный или стальной баллон, заполненный рабочей жидкостью;
• измерительный механизм - манометрическая пружина и стрелка;
• электроконтактное устройство - подвижные контакты, замыкающие или размыкающие электрическую цепь;
• корпус с элементами крепления;

Ключевым элементом является термобаллон, соединенный капиллярной трубкой с измерительным механизмом. Баллон заполняют жидкостью с высоким коэффициентом температурного расширения (ацетон, толуол, спирт).

Принцип действия

При нагревании объем рабочей жидкости в термобаллоне увеличивается, давление передается через капилляр на измерительный механизм. Стрелка показывает температуру на шкале. Одновременно сжимается пружина электроконтактного устройства, контакты замыкают цепь и подают управляющий электрический сигнал.

При охлаждении все происходит в обратном порядке - объем жидкости уменьшается, контакты размыкают цепь. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование температуры.

Требования к точности измерений температуры

Метрологические характеристики электроконтактных термометров определяются государственными стандартами.

Основной характеристикой является предел допускаемой погрешности измерения температуры. Для наиболее распространенных термометров пределы погрешностей составляют от 0,5% до 2,5% от измеряемого диапазона.

На точность измерений термометра влияют:

• условия эксплуатации - температура, влажность, вибрация;
• агрессивность и давление контролируемой среды;
• качество монтажа и надежность электрических контактов.

Поэтому после установки на объекте обязательно проводят метрологическую поверку для подтверждения заявленных технических характеристик прибора.

Методы и средства поверки электроконтактных термометров

Поверка электроконтактных термометров проводится в соответствии с требованиями нормативных документов. Различают первичную, периодическую и внеочередную поверки.

Первичная поверка

Первичная поверка проводится при выпуске из производства или после ремонта. Подтверждает соответствие метрологических характеристик паспортным данным.

Периодическая поверка

Периодическая поверка проводится в процессе эксплуатации через определенные промежутки времени - от 1 года до 5 лет.

Внеочередная поверка

Внеочередная поверка выполняется при возникновении сомнений в правильности показаний термометра тпк, после транспортировки, хранения, ремонта.

Порядок проведения поверки

Для поверки потребуются:

• эталонный термометр и калибратор;
• вспомогательные средства измерения - манометр, амперметр;
• источник постоянного тока и регулируемый автотрансформатор.

Поверка включает:

1. Внешний осмотр;
2. Опробование;
3. Определение метрологических характеристик;
4. Обработка и оформление результатов.

Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют:

• целостность корпуса и крепежных элементов;
• наличие маркировки с техническими данными;
• состояние кабельных вводов и контактных колодок.

Опробование

При опробовании контролируют:

• работоспособность термометра в заданном диапазоне температур;
• срабатывание контактного устройства при температурных уставках.

Определение метрологических характеристик

Для определения погрешности измерения температуры выполняют:

1. Помещают термобаллоны поверяемого и эталонного термометров в термостат или жидкостный калибратор;
2. Устанавливают по шкале эталонного термометра значения контрольных точек;
3. Фиксируют показания поверяемого термометра в каждой точке после температурной стабилизации;
4. Рассчитывают отклонение показаний и сравнивают его с допустимой погрешностью.

Аналогично определяют погрешности срабатывания контактов.

Оформление результатов поверки

При положительных результатах поверки оформляют свидетельство с отметкой о годности к применению или наносят оттиск поверительного клейма.

При отрицательных результатах термометр к применению не допускают, выдают извещение о непригодности с указанием причин.

Рекомендации по выбору электроконтактных термометров

При выборе термометра необходимо учитывать:

• диапазон контролируемых температур;
• допустимую погрешность измерений;
• агрессивность и давление рабочей среды;
• цена прибора.

Для бытового применения достаточно недорогих моделей с погрешностью 1-2%. В промышленности и лабораториях используются высокоточные термометры лабораторные с погрешностью до 0,1% от диапазона измерения.

Также важно учесть варианты монтажа - настенное крепление или погружной зонд, наличие электроконтактных реле, длину кабельных линий.