پاورپوینت اندازه‌گيري دما (pptx) 16 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 16 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
بنام خدا
Temperature Measurement
اندازه‌گيري دما از متداول‌ترين اندازه‌گيري‌ها در سيستم‌های کنترل صنعتی است.
در برخي از فرايند‌هاي شيميايي, دما تنها نشان‌دهنده پيشرفت پروسه است.
از دست رفتن كنترل دما در برخي موارد مي‌تواند موجب تخريب تاسيسات و صدمات جاني گردد.
اندازه‌گيري و كنترل دما نقش كليدي در پروسه عمليات حرارتي بر روي فلزات دارد.
در پروسه‌هايي مانند توليد بخار و برق, قالب‌گيري و ساخت پلاستيك, صنايع غذايي, HVAC اندازه‌گيري و كنترل دما داراي اهميت است.
دما معياري از انرژي ذخيره شده در ماده است و پتانسيلي است كه موجب انتقال گرما از نقطه با دماي بالاتر به دماي پايين‌تر مي‌شود.
واحد‌هاي اندازه‌گيري دما
سلسيوس: بر اساس دو نقطه ثابت دمايي, انجماد و جوش آب در سطح دريا تعريف مي‌شود.
كلوين: مقدار1/273.16 نقطه سه‌گانه آب است.
فارنهايت: واحدي منسوخ كه به دليل وجود اطلاعات و جداول مهندسي استفاده مي‌شود.
Bimetallic Thermometer
بي‌متال از دو فلز با ضريب انبساط دمايي متفاوت ساخته مي‌شود.
با اعمال گرما به يك انتهاي بي‌متال, فلز با ضريب انبساط بالاتر تغيير طول بيشتري داشته و در نتيجه بي‌متال در جهت فلز با ضريب انبساط پايين‌تر خم مي‌شود.
در ترمومترهاي بي‌متال از يك فرم بي‌متال حلزوني كه داراي جابجايي بيشتري است استفاده مي‌شود.
ترمومترهاي بي‌متال به طور گسترده به عنوان نمايش‌دهنده‌هاي محلي دما در صنعت كاربرد دارد.
Filled Type Thermometer
بر اساس تغيير حجم و فشار مايعات و گازها در اثر تغيير دما عمل مي‌كند.
تغييرات حجم يا فشار به حركت مكانيكي تبديل مي‌شود.
شامل يك حباب(Bulb) حاوي مايع يا گاز و يك عنصر منبسط‌شونده مانند لوله بوردن, ديافراگم يا Bellows مي‌باشد.
انواع مختلف شامل Liquid Filled, Vapor Pressure و پركاربردترين نوع در كاربردهاي صنعتي Gas Filled مي‌باشد.
طول Stemگيج‌هاي Filled Type بر خلاف نوع بي‌متال مي‌تواند بزرگ باشد.
دقت آنها بيشتر است و در محيط‌هاي ارتعاشي بهتر از بي‌متال عمل مي‌كنند.
در دو نوع Rigid Stem و Capillary Tube ساخته مي‌شوند.
نوع Capillary براي نمايش دما با فاصله از نقطه اندازه‌گيري دما در مواردي كه محل مورد نظر براي نصب گيج مناسب نباشد و يا امكان قرائت فراهم نباشد استفاده مي‌شود.
Resistance Temperature Detector
مقاومت الكتريكي فلزات با تغيير دما تغيير مي‌كند. از اين خاصيت براي ساخت سنسورهاي دماي مقاومتي(RTD) استفاده مي‌شود.
ضريب تغييرات دمايي مقاومت فلزات مختلف در محدوده 0.35% ~ 0.7% مي‌باشد.
RTD معمولا به صورت يك سيم‌پيچ از سيم فلزي بسيار ظريف ساخته مي‌شود.
فلزات خالصي مانند پلاتين، نيكل و يا مس براي ساخت RTD استفاده مي‌شود. در كاربردهاي صنعتي به دليل پايداري بالا از پلاتين استفاده مي‌شود.
RTD هاي استاندارد داراي مقاومت 100Ωدر دماي 0°C هستند و از اين جهت نام تجاري آنها PT100 است.
PT100 در محدوده دمايي -200°C ~ 850°Cقابل استفاده هستند.
Resistance Temperature Detector
با توجه به كوچك بودن ضرايب B و C با تقريب مناسبي مي‌توان از رابطه زير استفاده كرد:
ضريب دمايي استاندارد براي RTD بر اساس دو نقطه دمايي 0°C ~ 100°C بيان مي‌شود
به دليل تقريب استفاده شده همواره مقداري خطا وجود دارد. بر اساس ميزان خطا كلاس دقت‌هاي مختلف تعريف مي‌شود.
Class A: Δt °C = ± ( 0.15 + 0.002 • | t | )
کلاس A شامل RTDهاي سه و چهارسيمه در محدوده اندازه‌گيري محدودتر
Class B: Δt °C = ± ( 0.30 + 0.005 • | t | )
RTD هاي کلاس B در کل محدوده اندازه‌گيري قابل استفاده هستند.
RTD Circuits
براي اندازه‌گيري تغييرات جزيي مقاومت RTD از پل وتستون استفاده مي‌شود.
تغييرات مقاومت سيم‌هاي اتصال‌دهنده با دما مي‌تواند موجب خطا در اندازه‌گيري دما شود. به خصوص در مواردي كه فاصله RTD با ترانسميتر زياد باشد.
براي جبران اين خطا, از RTD سه‌سيمه استفاده مي‌شود.
با وجود استفاده از تركيب سه‌سيمه امكان عدم تطابق مقاومت سيم‌ها مي‌تواند همچنات توليد خطا كند.
تركيب چهارسيمه موجب حذف كامل اين خطا مي‌شود.
با استفاده از يك منبع جريان, جريان ثابتي از RTD عبور داده مي‌شود. با اندازه‌گيري مقدار ولتاژ, مقدار مقاومت بدست مي‌آيد.
اين تركيب گرانتر و دقيق‌تر است.
RTD
مزايا
زمان پاسخ‌دهي سريع‌تر نسبت به ترموكوپل (در محدوده كسري از ثانيه)
دقت و حساسيت بالاتر نسبت به ترموكوپل
عدم نياز به كابل افزايش طول مخصوص در تاسيساتي كه نياز به كابل طولاني وجود دارد.
معايب
به دليل نياز به فلزات با خلوص بالا براي ساخت RTD, بسيار گرانتر از ترموكوپل است.
محدوده اندازه‌گيري محدودتر از ترموكوپل‌ها
Thermocouple
ترموكوپل از دو قطعه فلز غير هم‌جنس كه در يک نقطه به هم متصل شده است تشكيل مي‌شود.
با اعمال گرما به نقطه اتصال, ولتاژي در حدود ميلي‌ولت توليد مي‌شود.(Self Powered)
از طريق کابل توسعه(Extension Cable) که از جنس فلزات به کار رفته ساخته مي‌شود، ولتاژ توليدي به نقطه ديگري که کابلي از جنس فلز سوم(مس) به آنها متصل مي‌شود منتقل مي‌شود.
اتصالي که در تماس با پروسه قرار مي‌گيرد Hot Junction و نقطه اتصال با فلز سوم Cold Junction يا Junction Reference ناميده مي‌شود.
ولتاژ کلي با اختلاف دماي Hot-Cold Junction متناسب است.
Cold Junction معمولا در سيستم كنترل ، Junction Box نزديك پروسه و يا ترانسميتر قرار دارد. دماي محيط Cold Junction يا به طور دقيق کنترل مي‌شود ويا به طور دقيق اندازه‌گيري و در محاسبات وارد مي‌شود.