Курсовая работа: Інформаційно-вимірювальна система температури
Вступ
Високопродуктивна, економічна і безпечна робота технологічних агрегатів промисловості вимагає застосування сучасних методів і засобів вимірювання величин. Автоматичний контроль є логічно першим ступенем автоматизації, без успішного функціонування якого неможливе створення ефективних АСУ.
В сучасній техніці для вирішення завдань автоматичного контролю все ширше застосовують ЕОМ або мікроконтролери. Всі основні промислові агрегати оснащені різними системами автоматичного контролю і управління за допомогою ЕОМ.. Основними параметрами, які необхідно контролювати є температура різних середовищ; витрати, тиск, склад газів і рідин; склад металів; геометричні розміри прокату. І саме комп`ютерний контроль надзвичайно сильно впливає на ефективність функціонування всіх основних механізмів, оскільки ту велику кількість інформації, що поступає від вимірювальних систем не можливо опрацювати оператору.
Також значно збільшилася кількість вимірювальних систем в побуті. Наприклад, в системах контролю опалення приміщень основну роль відіграють ІВС контролю температури, що значно збільшує енергозбереження. Саме через доцільність таких розробок я вибрав дану тему курсового проекту.
1 Огляд літературних джерел
1.1 Поняття про температуру і про температурні шкали
Температурою називають величину, що характеризує тепловий стан тіла. Згідно кінетичної теорії температуру визначають як міру кінетичної енергії поступального руху молекул. Звідси температура є умовна статистична величина, прямо пропорційна середній кінетичній енергії молекул тіла.
На початку XX століття широко застосовувалися шкали Цельсія і Реомюра, а в наукових роботах - також шкали Кельвіна і водневу. Перерахунки з однієї шкали на іншу створювали великі труднощі і приводили до ряду непорозумінь. Тому в 1933 році було ухвалене рішення про введення Міжнародної температурної шкали (МТШ).
Досвід застосування МТШ показав необхідність внесення в неї ряду уточнень і доповнень, щоб по можливості максимально наблизити її до термодинамічної шкали. Тому МТШ була переглянута і приведена у відповідність із станом знань того часу. У 1960 році було затверджене нове "Положення про міжнародну практичну температурну шкалу 1948 року. Редакція 1960 р.".
1.2 Пристрої для вимірювання температур
Температуру вимірюють за допомогою пристроїв, що використовують різні термометричні властивості рідин, газів і твердих тіл. Існують десятки різних пристроїв, що використовуються в промисловості, при наукових дослідженнях, для спеціальних цілей.
У таблиці 1 приведені найбільш поширені пристрої для вимірювання температури і практичні межі їх застосування.
Таблица 1 - Найбільш поширені пристрої для вимірювання температури
| Термометрична властивість | Назва пристрою | Межі тривалого застосування,  | |
| Нижня | Верхня | ||
| Теплове розширення | Рідинні скляні термометри | -190 | 600 |
| Зміна тиску | Манометричні термометри | -160 | 60 |
| Зміна електричного опору | Електричні термометри опору. | -200 | 500 |
| Напівпровідникові термометри опору | -90 | 180 | |
| Термоелектричні ефекти | Термоелектричні термометри (термопари) стандартизовані. | -50 | 1600 |
| Термоелектричні термометри (термопари) спеціальні | 1300 | 2500 | |
| Теплове випромінювання | Оптичні пірометри. | 700 | 6000 |
| Радіаційні пірометри. | 20 | 3000 | |
| Фотоелектричні пірометри. | 600 | 4000 | |
| Колірні пірометри | 1400 | 2800 | |
1.3 Рідинний та манометричний термометри
Найстаріші пристрої для вимірювання температури - рідинні скляні термометри - використовують термометричну властивість теплового
розширення тіл. Дія термометрів заснована на відмінності коефіцієнтів теплового розширення термометричної речовини і оболонки, в якій вона знаходиться (термометричного скла або рідше кварцу).
Рисунок 1 - Рідинний скляний термометр
Рідинний термометр складається з скляних балона 1, капілярної трубки 3 і запасного резервуару 4 (рисунок 1). Термометрична речовина 2 заповнює
балон і частково капілярну трубку. Вільний простір в капілярній трубці і в запасному резервуарі заповнюється інертним газом або може знаходитися під вакуумом. Запасний резервуар служить для оберігання термометра від псування при надмірному перегріві.
Як термометрична речовина найчастіше застосовують хімічно чисту ртуть. Вона не змочує стекла і залишається рідкою в широкому інтервалі зміни температур. Окрім ртуті як термометрична речовина в скляних термометрах застосовуються і інші рідини, переважно органічного походження. Наприклад: метиловий і етиловий спирт, гас, пентан, толуол, галій, амальгама талія.
Основні переваги скляних рідинних термометрів - простота використання і достатньо висока точність вимірювання навіть для термометрів серійного виготовлення. До недоліків скляних термометрів можна віднести: погану видимість шкали (якщо не застосовувати спеціальної збільшувальної оптики) і неможливість автоматичного запису свідчень, передачі свідчень на відстань і ремонту.
Рисунок 2 - Манометричний термометр
Дія манометричних термометрів заснована на використанні залежності тиску речовини при постійному об'ємі від температури. Замкнута вимірювальна система манометричного термометра складається з (рисунок 2) чутливого елементу, що сприймає температуру вимірюваного середовища, - металевого термобаллона 1, робочого елементу манометра 2, що вимірює тиск в системі, довгого з`єднувального металевого капіляра 3. При зміні температури вимірюваного середовища тиск в системі змінюється, внаслідок чого чутливий елемент переміщує стрілку або перо за шкалою манометра, отградуйованого в градусах температури. Манометричні термометри часто використовують в системах автоматичного регулювання температури, як бесшкальні пристрої інформації (датчики).
Манометричні термометри підрозділяють на три основні різновиди:
- рідинні, в яких вся вимірювальна система (термобаллон, манометр і сполучний капіляр) заповнені рідиною;
- конденсаційні, в яких термобаллон заповнений частково рідиною з низькою температурою кипіння і частково - її насиченими парами, а з`єднувальний капіляр і манометр - насиченими парами рідини або, частіше, спеціальною передавальною рідиною;
- газові, в яких вся вимірювальна система заповнена інертним газом.
Перевагами манометричних термометрів є порівняльна простота конструкції і застосування, можливість дистанційного вимірювання температури і можливість автоматичного запису показів. До недоліків манометричних термометрів відносяться: відносно невисоку точність вимірювання (клас точності 1,6; 2,5; 4,0 і рідше 1,0); невелику відстань дистанційної передачі показів (не більше 60 метрів) і складність ремонту при розгерметизації вимірювальної системи.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--