Погрешность измерения температуры термопарой

Погрешность измерения температуры термопарой

Недавно возникла необходимость снять характеристики термистора NTC. Как известно, термисторы NTC имеют два важных параметра значение сопротивления при 25C и коэффициент B. Первое проверяется просто, но для подсчета B необходимо иметь измерения сопротивления при разных температурах обычно 25C и 85C, но не обязательно. И лучше знать эту константу заменяя термистор, чтоб позже измеренные температуры не были сильно разбросаны.

Погрешность измерения температуры термопарой

Мы взяли шесть разных электронных приборов, использующих термопару K, но с самого начала было ясно, что их показания различаются. Какому же именно из них доверять? Выбор был следующим: Aneng AN8009, Richmeters 409B, Sanwa PC510a, EnergyLab VC97, Chauvin Arnoux MAX2000, TM-902C самый дешевый, из Китая, стоит копейки.

Погрешность измерения температуры термопарой

Измерения температуры термопарой K

Для контроля был взят точный лабораторный ртутный термометр с диапазоном от 0C до 50C, шаг 0,2C. Это и будет контрольная точка, относительно которой проведем измерения температуры термопары K сравнение датчиков различных мультиметров.

Погрешность измерения температуры термопарой

Для опытов сделаем небольшую камеру из картонной коробки, укутанную пеной, в которой закрыли все термопары и ртутный термометр. В течение часа температура выровнялась и стабилизировалась, а затем пришло время сравнения показаний:

  • Ртутный 23,0C
  • AN8009 23,0C
  • 409B 21,0С
  • PC510a 23,0С
  • VC97 22,0C
  • MAX2000 23,0С
  • ТМ -902C 24,1C.

Выиграл MAX2000, потому что показал точно 23,0C. Каждый мультиметр измерял термопарой, которая поставлялась с ним от завода.

Измерения высокой температуры термопарой

В дальнейших измерениях больше нельзя было использовать ртуть ввиду высоких температур, поэтому эталонной точкой стал MAX2000.

Погрешность измерения температуры термопарой

Подготовим нагревательную плиту в виде перевернутого утюга и проверим тепловизором распределение температуры, чтоб правильно выбрать область измерения. Установим все термоэлементы и прижмём их куском жаростойкой пены сверху и грузом. Все это для обеспечения равных условий измерения для всех термопар.

Погрешность измерения температуры термопарой

Проверку делали в диапазоне температур до 160 градусов.

Погрешность измерения температуры термопарой

Результаты измерений сведены в электронную таблицу, но было очевидно сразу, что TM-902C и Richmeters 409B не могут обеспечить слишком высокую точность (мягко говоря).

Погрешность измерения температуры термопарой

Во время измерений также замечено, что термопара от Aneng обладает огромной тепловой инерцией и требует длительного времени для стабилизации показаний. Вот почему с ним пришлось повторить серию измерений, но на этот раз с другой термопарой. В таблице обозначена как «AN8009 2». На графике показана ошибка измерения, выраженная в процентах в отношении эталонного мультиметра, то есть MAX2000.

Погрешность измерения температуры термопарой

Сравнение термопары с термистором

Теперь возвращаемся к термистору NTC 10k с неизвестным B и попробуем выяснить, что с ним и как. При выполнении всех операций получена следующая диаграмма: Вертикальная ось логарифмическая шкала. Где надпись «zm.» это эмпирические данные (реальные измерения). Вот почему всё выглядит так красиво линейно. Измерения проводились каждый 1 градус. Это красная линия и теоретически рассчитанная B = 3984. Было куплено несколько подобных, затем измерили их тоже.

Погрешность измерения температуры термопарой

Как видите теория совпала с практикой. Красная линия совпадает с серой, которая показывает измерения купленного термистора с известным B = 3984, но отличается от измерений термистора, купленного с B = 3988, или теоретической кривой для B = 3430.

Таблица параметров термопар

И напоследок приведём ещё одну полезную таблицу параметры самих термопар:

Тип Обозначение Материал положительного электрода Материал отрицательного электрода Диапазон измерений,

°С

Пределы отклонений, °С Класс

допуска

J ТЖК Железо, Fe Константан, Cu-Ni

(55% Cu)

0333

333900

±2,5

±0,0075Т

2
K TXA Хромель, Cr-Ni (90,5% Ni) Алюмель, Ni-Al (94,5 % Ni) -250-167

-167+40

±0,015|Т |

±2,5

3
T ТМК Медь, Cu Константан, Cu-Ni

(55% Cu)

-200-66

-66+40

±0,015|Т |

±1,0

3
E ТХКн Хромель, Cr-Ni

(90,5% Ni)

Константан, Cu-Ni

(55% Cu)

-200-167

-167+40

±0,015|Т |

±2,5

3
N ТНН Никросил, Ni-Cr-Si-Fe-C-Mg Нисил,

Ni-Cr-Si -Fe-C-Mg

-250-167

-167+40

±0,015|Т |

±2,5

3
R ТПП Платина-Родий (13% Rh) Платина Pt 0600

6001600

±1,5

±0,0025Т

2
S ТПП Платина-Родий (10% Rh) Платина Pt 0600

6001600

±1,5

±0,0025Т

2
B ТПР Платина-Родий (30% Rh) Платина-Родий (6% Rh) 600800

8001800

±4

±0,005Т

3
L TXK Хромель, Cr-Ni

(90,5% Ni

Копель, Cu- Ni

(56% Cu, 44% Ni)

-200-100

-100+100

±1,5+0,01|Т |

±2,5

3
M ТМК Медь Cu Копель, Cu-Ni

(56% Cu)

-2000

0100

±1,3+0,001|Т|

±2,5

A1, A2, A3 ТВР Вольфрам-Рений, W-Re (5% Re) Вольфрам-Рений, W-Re (20% Re) 10002500 ±0,0075Т 3


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Настройка смартфонов и гаджетов, оборудования и подключение Смарт ТВ, мобильные операторы
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: