Ошибка термостатирования и система автоматического регулирования температуры

Ошибка термостатирования и система автоматического регулирования температуры. Ошибкой (погрешностью) термостатирования называется максимальное отклонение температуры объекта от температуры стабилизации (номинальной температуры) при работе в заданном диапазоне изменения температуры окружающей среды.

Для широко используемого в настоящее время диапазона изменения температуры окружающей среды —50 ... +60°С ошибка К соответствует прецизионным термостатам, К — термостатам средней точности и, наконец, погрешность, превышающая 0,5 К, — грубым термостатам. Кроме того, для характеристики точности термостата используется так называемый коэффициент термостабилизации : отношение допускаемой ошибки термостатирования к ширине диапазона изменения температуры окружающей среды

Прецизионным термостатам соответствует , термостатам средней точности , грубым - . Иногда вместо коэффициента термостабилизации используется обратная ему величина — коэффициент термостатирования :

По числу ступеней термостатирования различают одноступенчатые и многоступенчатые термостаты. Среди многоступенчатых наибольшее распространение получили двухступенчатые. В прецизионных термостатах обычно применяют многоступенчатое термостатирование. При этом погрешность поддержания температуры стабилизации внешним термостатом обычно составляет 0,5 ...... 1 К.

В термостатах используются автоматические регуляторы с позиционным, пропорциональным, интегральным, пропорционально интегральным и другими законами регулирования. Наибольшее распространение в термостатах, используемых в приборостроении, получили системы с позиционным и пропорциональным регулированием. Для грубых термостатов обычно применяются наиболее простые двухпозиционные регуляторы, для термостатов средней точности — более сложные в реализации пропорциональные регуляторы. Прецизионные термостаты требуют сложных законов регулирования.

В качестве измерительных преобразователей температуры используются (в порядке убывания распространенности): терморезисторы, термопары, манометрические биметаллические преобразователи, транзисторные преобразователи (диоды и триоды), жидкостные (ртутные) стеклянные термометры и термоконтакторы. Датчик может быть установлен либо на объекте, либо на камере (или в хладагенте). Как показывает практика и результаты расчетов, в первом случае в термостате возникает значительная динамическая погрешность. Поэтому наиболее распространен второй способ установки датчика (на камере или в хладагенте). Правда при этом не устраняются сложности, связанные с уменьшением статической погрешности.

Рисунок 22.1 Способы монтажа датчика на камере:

1- датчик; 2- наполнитель; 3- камера

Важным является выбор способа монтажа датчика на камере, некоторые варианты которого для терморезисторов типа ММТ-6 и СТ3-19 приведены на рисунке 22.1, а и б соответственно. Эксперимент и расчет показывают, что он может оказать существенное влияние на погрешность термостатирования.