1402

ной аппаратуры) дешевые датчики, одновременно обладающие высокими метрологическими характеристиками.

Таблица Д.1 Типичные характеристики температурных кварцевых

датчиков

Наименование параметра	Значение
Диапазон измеряемых темпера-	0…200
тур, оС
Диапазон частот выходного сиг-	400…1000
нала, Гц
Амплитуда выходного сигнала,	5
В
Предельно допускаемая основ-
ная погрешность, %
в диапазоне 0-150оС	±0,1
в диапазоне 150-200оС	±0,2
Напряжение питания, В	7…36
Ток потребления, мА, не более	2
Сопротивление нагрузки при
выходном напряжении 5 В, Ом,	500
не менее
Емкость нагрузки, пФ, не более	50…5000
Диапазон рабочих температур,	-40…+60
оС
Длина погружаемой части, мм	80…500
Габаритные размеры корпуса,	80…500х85х85
мм
Вид выходной характеристики	Полином 3-ей степени либо
	линейный унифицированный
Конструктивные особенности	IP55 по ГОСТ 14254-84
	виброустойчивость-N3 по
	ГОСТ 12997-84

61

Сегодня объемы выпуска микрокамертонных резонаторов составляют сотни миллионов штук с год при цене несколько десятков центов за штуку.

В России серийным производством температурных кварцевых датчиков занимаются ОКБ «Термоавтоматика»,

ООО «Теплоконтроль», «СибВПКнефтегаз», ФГУП «НПО «Техномаш».

Традиционным предубеждением, сдерживающим более широкое использование кварцевых датчиков температуры в измерительной технике, является ссылка на нелинейность и индивидуальность НСХ, и, как следствие, трудоемкость обработки результатов калибровки и измерения. Некоторое время назад эта проблема действительно являлась значительным препятствием, стоящим на пути дальнейшего развития и широкого применения кварцевых датчиков температуры, и решалась она путем занижения метрологических характеристик пьезокварцевых резонаторов.

Сегодня эта ситуация выглядит иначе: решение реализуется на аппаратном уровне путем аналоговой или цифровой обработки сигнала, поступающего с ЧЭ. Наиболее перспективным представляется цифровой способ обработки сигнала с использованием однокристального микроконтроллера, т.к. это позволяет уменьшить габаритные размеры датчика.

Если ранее основной мотивацией разработки датчиков температуры на основе кварцевых резонаторов была ориентация на их высокие метрологические характеристики, то в последние годы все чаще за рубежом на базе кварцевых резонаторов решаются задачи измерения температуры и передачи результатов на расстояние по беспроводным каналам связи. Этим направлением активно занимаются такие фирмы как

«Bartington Instruments», «TechCare Systems Inc.».

Для этого направления измерительной техники бесспорно предпочтительны пьезокварцевые датчики, т.к. они не требуют дополнительных преобразований выходного сигнала в частоту. В измерительный прибор, в основе которого лежит

62

кварцевый ЧЭ, встраивается радиопередатчик небольшой мощности, достаточной для передачи данных на стационарную станцию измерения параметров. Расстояние от датчика до станции составляет порядка 1…5 км. Эти комплексы «датчики

– базовая станция» могут найти применение в тех местах, где прокладка электрического кабеля затруднена, а иногда и экономически нецелесообразна.

Датчики, построенные на пьезокварцевых резонаторах, способны измерять, кроме температуры, давление, влажность, массу и другие физические параметры. По разрешающей способности, точности и стоимости датчики на пьезокварцевых резонаторах во многих случаях превосходят первичные преобразователи, выполненные на основе других физических принципов. Это позволяет относительно просто и эффективно реализовать многопараметрические измерительные системы, использующие единый подход к построению устройств обработки информации о разных физических величинах. Примером могут служить метеорологические станции, у которых температура, влажность, атмосферное давление измеряются с помощью пьезокварцевых резонаторов на пунктах сбора климатических параметров, а оттуда информация поступает на стационарную измерительную станцию.

63

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………….…..3 1 Температура и единицы измерения………………….…..….4 1.1 Международная температурная шкала………………...…5 2 Классификация средств измерения температуры……….…7

2.1Основные типы контактных термометров……………......11

2.2Основные типы бесконтактных термометров……….……11 3 Основные промышленные средства измерения температу-

ры……………………………………………………………….16

3.1Термопары, их основные типы и области применения….18

3.2Термометры сопротивления, их основные типы и области применения……………………………………………………...31

4 Использование измерительных преобразователей температуры в автоматизированных системах………………………...42 5 Опыт применения средств измерения температуры в разработках ФГУП «Турбонасос»……… …………………….….…46

Заключение………………………….…………………..……….49

Библиографический список…………………………….……....50

Приложения………………………………………………...…...51

64

Учебное издание

Булыгин Юрий Александрович Скуфинский Александр Иванович Соколов Сергей Александрович

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В НЕФТЕГАЗОВОМ ОБОРУДОВАНИИ

В авторской редакции

Компьютерный набор П.В. Огурцова

Подписано к изданию 21/12/04. Уч. изд. л. 4

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

3