Назначение
Датчики температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex (далее - датчики температуры) предназначены для измерений температуры жидких и газообразных и сыпучих сред, не агрессивных к материалу защитного корпуса.
Описание
Принцип действия датчиков температуры основан на термоэлектрическом эффекте -генерировании термоэлектродвижущей силы (ТЭДС), пропорциональной разности температур рабочего конца и свободных концов двух проводников (термоэлектродов) из различных металлов или сплавов.
Датчики температуры состоят из одного, или нескольких конструктивно связанных, первичных преобразователей температуры, защитного корпуса с монтажными элементами или без них и коммутационных устройств в виде клеммной головки, коробки, разъема или удлиняющих проводов.
Первичный преобразователь датчиков температуры выполнен в виде проволочной или кабельной термопары.
Проволочная термопара представляет собой керамическую соломку или бусы с размещёнными внутри нее одной, двумя или тремя парами термоэлектродов, расположенными параллельно друг другу. Материал соломки и бус - алюмооксидная керамика. Термоэлектроды проволочной термопары со стороны рабочего торца попарно сварены между собой, образуя один, два или несколько рабочих спаев. Проволочная термопара помещена в защитный корпус, также имеются исполнения без защитного чехла. Свободные концы термоэлектродов подключаются к клеммам головки датчика температуры или к удлиняющим проводам.
Кабельная термопара представляет собой гибкую металлическую трубку с размещёнными внутри нее одной, двумя или тремя парами термоэлектродов, расположенными параллельно друг другу. Пространство вокруг термоэлектродов заполнено уплотненной мелкодисперсной минеральной изоляцией. Термоэлектроды кабельной термопары со стороны рабочего торца попарно сварены между собой, образуя один, два или три рабочих спая. Рабочий торец заглушен с помощью сварки, либо имеет открытый спай. Свободные концы термоэлектродов подключаются к клеммам головки датчика температуры или к удлиняющим проводам.
В клеммную головку или коробку могут устанавливаться измерительные преобразователи (ИП). ИП преобразуют сигнал от первичного преобразователя в унифицированный выходной сигнал постоянного тока по ГОСТ 26.011-80 и (или) цифровой сигнал по протоколу HART, PROFIBUS-PA, FOUNDATION Fieldbus.
В датчики температуры с клеммными головками, предусматривающих визуализацию результатов измерений, встраивается дисплей.
Номинальная статическая характеристика (НСХ) датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex - в соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001, а ТПВР (тип С) - в соответствии с ASTM E230/E230M-12.
Модификации и схема обозначения датчиков температуры представлены в таблице 1.
х |_|И | |_ 1 х |_ 1 х 1—1
6 7 8 9 10 11 12
R
Н
хх.хх
х
2
4 5
1
3
| № поля |
Описание | Код поля | Расшифровка |
| 1 | Тип датчика | ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex | Т ермопреобразователь, тип |
| 2 | НСХ первичного преобразователя (ПП) | Не заполнено | ТПП (S) по ГОСТ Р 8.585-2001 | ТППТ |
| R | ТИП (R) по ГОСТ Р 8.585-2001 |
| Не заполнено | ТПР (B) по ГОСТ Р 8.585-2001 | ТПРТ |
| Не заполнено | ТВР (С) по ASTM Е230 | ТПВР |
| A1, A2, A3 | ТВР (А-1), ТВР(А-2), ТВР(А-3) по ГОСТ Р 8.585-2001 |
| 3 | Конструктивная модификация | Согласно Руководству по эксплуатации (РЭ) |
| 4 | Кабельный ввод |
| 5 | Узел коммутации |
| 6 | Диаметр термоэлектродов |
| 7 | Класс допуска ПП | 1, 2, 3 | Согласно таблицы 3 |
| 8 | Вид выходного сигнала | Не заполняется | Сигнал ТЭДС в соответствие с НСХ |
| Т | 4-20 мА |
| Н | 4-20 мА + HART |
| Р | Profibus |
| F | Fieldbus |
| W | Wireless HART |
| 9 | Условное обозначение точности датчика температуры с ИП | 15 - 100 | Согласно таблицы 4 |
| 10 | Исполнение рабочего спая ПП | И, О | Изолированный спай |
| Открытый спай только для 01.01 |
| 11 | Количество ПП в одном изделии | Не заполнено | Один первичный преобразователь |
| № | № первичных преобразователей |
| 12 | Материал наружной оболочки | Согласно Руководству по эксплуатации (РЭ) |
| 13 | Наружный диаметр рабочей части d, мм |
| 14 | Монтажная длина датчика, мм |
| 15 | Вспомогательный размер, мм |
| 16 | Характерный геометрический параметр |
ТППТ
Фотографии общего вида датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ех приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Датчики температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) датчиков температуры состоит только из встроенной в корпус измерительных преобразователей метрологически значимой части ПО.
Идентификационные данные встроенной части ПО представлены в таблицах 2^6.
Таблица 2
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (4ч20 мА) | tok.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО ( ) | 6.13.1002 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | по номеру версии |
Таблица 3
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (4ч20 мА+HART) | hart.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 6.13.1002 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | по номеру версии |
Таблица 4
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (Profibus) | profibus.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО ( ) | 1.20.1006 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | по номеру версии |
Таблица 5
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (Fiedbus) | fieldbus.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО ( ) | 1.0.291 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | по номеру версии |
Таблица 6
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО (Wireless HART) | wireless.bin |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.00.1 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | по номеру версии |
-(*)-
Примечание: - и более поздние версии.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» (в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014) - ПО защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.
Технические характеристики
Метрологические характеристики датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex без ИП приведены в таблице 7.
| Тип датчика | Условное обозначение | Диапазон измерений (1), °С | Класс допуска первичного пре | Пределы допускаемых отклонений ТЭДС от НСХ, °С |
| температуры | НСХ | от | до | образователя |
| | | 0 | 1100 | 1 | ± 1,0 |
| ТППТ | S, R | св. 1100 | 1600 | ± (1,0 + 0,003 (t-1100) |
| ТППТ Ex | 0 | 600 | 2 | ± 1,5 |
| | св. 600 | 1600 | ± 0,0025 t |
| | | 600 | 1800 | 2 | ± 0,0025 t |
| ТПРТ | B | 600 | 800 | 3 | ± 4,0 |
| ТПРТ Ex | | св. 800 | 1800 | ± 0,005 • t |
| | С | 600 | 1800 | 3 | ± 0,01t |
| ТПВР | A-1, A-2, A-3 | 1000 | 1800 | 2 | ± 0,005 t |
| | | 1000 | 1800 | 3 | ± 0,007 t |
| Примечание: (1) - Указаны предельные значения, конкретный диапазон, в зависимости от конструктивной |
| модификации и наличия ИП, указан в паспорте и приводится на шильдике датчика. |
Метрологические характеристики датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex с выходным сигналом постоянного тока и (или) цифровым сигналом по протоколам HART, Profibus, Fieldbus, Wireless HART приведены в таблице 8.
Таблица 8
| Тип датчика температуры | Вид выходного сигнала и условное обозначение точности датчика температуры с ИП согласно таблице 1 | Диапазон измерений tn, °С | Пределы допускаемой основной погрешности, °С |
| ТППТ ТППТ Ex | H30, F30, P30, W30 | от 100 до 650 | ± 2 °С |
| св. 650 до 1600 | ± 0,3 % (от tn) |
| H15, F15, P15 | от 100 до 1000 | ± 1,5 °С |
| св. 1000 до 1600 | ± 0,15 % |
| T40 | от 100 до 650 | ± 2,5 °С |
| св. 650 до 1600 | ± 0,4 % |
| Т25 | от 100 до 900 | ± 2,3 °С |
| св. 900 до 1600 | ± 0,25 % |
| ТПРТ ТПРТ Ex | H60, F60, P60, W60 | от 100 до 700 | ± 4,5 °С |
| св. 700 до 1800 | ± 0,6 % |
| H30, F30, P30, W30 | от 100 до 700 | ± 2 °С |
| св. 700 до 1800 | ± 0,3 % |
| Т60 | от 100 до 750 | ± 4,5 °С |
| св. 750 до 1800 | ± 0,6 % |
| Т40 | от 100 до 650 | ± 2,5 °С |
| св. 650 до 1800 | ± 0,4 % |
| ТПВР | Н100, F100, P100 | от 100 до 700 | ± 7 °С |
| св. 700 до 1800 | ± 1 % |
| Т100 | от 100 до 1000 | ± 10 °С |
| св. 1000 до 1800 | ± 1 % |
Примечания:
а) tn tmax tmin С (1)
где tmca и tmin - верхний и нижний пределы диапазона измерений (указан в паспорте и приводится на шильдике датчика).
б) Пределы погрешности указаны для нормальных условий эксплуатации и учитывают вклад погрешности, вызванной автоматической компенсацией температуры холодных спаев.
Метрологические характеристики ИП, входящих в состав датчиков температуры, в зависимости от вида выходного сигнала и условного обозначения точности датчика температуры, приведены в таблице 9.
Таблица 9
| Вид выходного сигнала и условное обозначение точности датчика температуры с ИП согласно таблице 1 | Диапазон измерений tn, °С | Пределы допускаемой основной погрешности ИП(1), °С |
| Т100, T60, T40, T25 | от 100 до 1800 | ± 2,0 |
| Н100, F100, P100, W100, Н60, F60, P60, W60, Н30, F30, P30, W30, Н15, F15, P15 | от 100 до 1800 | ± 1,0 |
| (1) - допускается применение других ИП с погрешностями не хуже указанных |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности внутренней автоматической компенсации температуры свободных (холодных) концов термопары, измерительным преобразователем, приведены в таблице 10.
Таблица 10
| Вид выходного сигнала и условное обозначение точности датчика температуры с ИП согласно таблице 1 | Пределы допускаемой погрешности, °С |
| Т25, Т40, T60, T100, Н100, F100, P100, Н60, F60, P60, W60, Н30, F30, P30, W30, Н15, F15, P15 | ± 0,5 °С |
Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной отклонением окружающей температуры от нормальной (23 ± 5) °С на каждый 1 °С, приведены в таблице 11.
Таблица 11
| Вид выходного сигнала и условное обозначение точности датчика температуры с ИП согласно таблице 1 | Диапазон измерений t °С n | Пределы допускаемой дополнительной погрешности, °С |
| Т100, T60, T40, T25 | от 100 до 1800 | ± 0,01 % (от диапазона измерений) |
| Н100, F100, P100, Н60, F60, P60, W60, Н30, F30, P30, W30, Н15, F15, P15 | от 100 до 1800 | ± 0,005 % |
Основные технические характеристики датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР приведены в таблице 12.
| Параметр | Значение |
| Напряжение питания ИП, В | от 8 до 35 |
| Напряжение питания ИП, В (для Ех исполнения) | от 8 до 30 |
| Сопротивление внешней нагрузки, Ом | от 0,1 до R^ro = (Ипитания - 7,2)/0,023 |
| Электрическое сопротивление изоляции датчиков температуры, при температуре 25 ± 10 °С и относительной влажности воздуха от 30 до 80 %, МОм, не менее | 100 |
| Устойчивость к воздействию синусоидальной вибрации по ГОСТ Р 529312008 | Г руппа исполнений L3 |
| Группы механического исполнения по ГОСТ 30631-99 и ГОСТ 17516.1-90 | Группа исполнений М1 |
| Степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-96 | В зависимости от конструктивной модификации IP40 (для простого исполнения), IP55, IP65, IP66, IP68. Конкретная степень указывается в паспорте датчика. |
| Нормальные условия эксплуатации для датчиков с установленными ИП | Температура 23 ± 5 °С, относительная влажность не более 95 % |
| Рабочие условия эксплуатации для датчиков с установленными ИП | Температура от -55 до + 85 °С, относительная влажность не более 98 % |
| Рабочие условия эксплуатации для датчиков с дисплеем. | Температура от -40 до + 85 °С, относительная влажность не более 98 % |
| Рабочие условия эксплуатации для датчиков без ИП. | Температура от - 60 до + 120 °С, относительная влажность не более 98 % |
На отдельном шильдике датчики температуры ТППТ Ex, ТПРТ Ex имеют маркировку вида 0ЕхiaПCТ6Х («искробезопасная электрическая цепь»).
Дрейф метрологических характеристик измерительных преобразователей не превышает значений, указанных в таблице 13.
Таблица 13
| Время эксплуатации | Вид выходного сигнала и условное обозначение точности датчика температуры с ИП согласно таблице 1 | Значение |
| 2 года | Н100, F100, P100, Н60, F60, P60, W60, Н30, F30, P30, W30, Н15, F15, P15 | ± 0,10 % (от диапазона измерений) |
| Т100, T60, T40, T25 | ± 0,15 % |
Показатели надежности датчиков (таблица 14) установлены в соответствии с ГОСТ 27883-88 и учитывают условия их эксплуатации.
Значения факторов, влияющих на датчики при эксплуатации и величины дрейфа первичных преобразователей, приведены в РЭ для конкретных конструктивных модификаций.
В зависимости от наличия и уровня приведенных факторов, условия эксплуатации разделены на группы и указаны в таблице 14.
| Г руппа условий эксплуатации | Вероятность безотказной работы | Средний срок службы | Г арантийный срок эксплуатации |
| II1 | 0,85 за 16 000 часов | 4 года | 2 год |
| III1 | 0,85 за 8 000 часов | 2 года | 1 год |
| IV | Не нормирована | Не нормирован | Не нормирован |
| 1 - эксплуатация датчиков температуры в окислительной и инертной атмосфере при отсутствии воздействия веществ, относящихся к платиновым ядам. |
Назначенный срок службы зависит от группы условий эксплуатации и равен интервалу между поверками (ИМП). При успешном прохождении датчиком температуры периодической поверки, назначенный срок службы продлевается на величину следующего ИМП. ИМП не нормирован для IV группы эксплуатации, т.е. первичная поверка при вводе в эксплуатацию.
В таблице 15 приведено соответствие температуры применения и групп условий эксплуатации.
Таблица 15
| Тип датчика | Температура применения1, °С | Г руппа условий | Дрейф за ИМП (2), |
| температуры | от | до | эксплуатации | °С, не более |
| | 0 | 1100 | II | ± 1 |
| | св. 1100 | 1200 | III | ± (1,0 + 0,003 (t-1100)2) |
| ТППТ | св. 1200 | 1300 | ± (0,002 t) |
| ТППТ Ex | св. 1300 | 1600 | IV | - |
| | 600 | 1200 | II | ± (0,0025 t) |
| ТПРТ | св. 1200 | 1400 | III |
| ТПРТ Ex | св. 1400 | 1600 | ± (0,005 t) |
| | св. 1600 | 1800 | IV | - |
| ТПВР | 600 | 1800 | IV | - |
| Примечание к таблице 15: (1) - Указаны предельные значения, конкретный диапазон, в зависимости от конструктивной |
| модификации, указан в паспорте датчика. (2) - Значение дрейфа зависит от конструктивной модификации и приведено в руководстве по |
| эксплуатации | | | | |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом (в левом верхнем углу), а также при помощи наклейки на корпус датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex.
Комплектность
Комплект поставки указан в таблице 16.
Таблица 16
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| Датчик температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex | 1 шт. | исполнение - в соответствии с заказом |
| Паспорт | 1 экз. | на каждую штуку |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. | на партию в один адрес |
| Методика поверки | 1 экз. | на партию в один адрес, для датчиков, с установленными ИП и для ТПВР |
Поверка
осуществляется по документу МП 62293-15 «Датчики температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС», 04.06.2015г. Основные средства поверки приведены в таблице 17.
Таблица 17
| Наименование | Основные характеристики |
| Термостаты переливные прецизионные серии ТПП-1 | Диапазон от минус 75 до плюс 300 °С, нестабильность поддержания температуры не более ± 0,01 °С |
| Термостат с флюидизирован-ной средой FB-08 | Диапазон от 50 до 700 °С, нестабильность поддержания температуры не более ± 0,08 °С |
| Г оризонтальная трубчатая печь МТП-2М-50-500 | Диапазон от 100 до 1200 °С, нестабильность поддержания температуры не более ± 0,1 °С/мин |
| Высокотемпературная печь ВТП 1600-1 | Диапазон воспроизводимых температур от 300 до 1600 °С, нестабильность поддержания температуры не более ± 0,4 °С/мин |
| Эталонные термометры сопротивления ПТСВ, ЭТС-100 | Диапазон измеряемой температуры от - 200 до + 660 °С, 3 разряд, согласно ГОСТ 8.558-2009 |
| Преобразователь термоэлектрический эталонный ТППО | Диапазон измеряемой температуры от 300 до 1200 °С, 2 разряд, согласно ГОСТ 8.558-2009 |
| Преобразователь термоэлектрический платинородий платинородиевый эталонный ПРО | Диапазон измеряемой температуры от 600 до 1600 °С, 2 разряд, согласно ГОСТ 8.558-2009 |
| Измерители температуры многоканальные прецизионные МИТ 8 | At = ± (0,004 + 10-5 t) °С - для термопреобразователей сопротивления, At = ± 0,15 °С - для термоэлектрических преобразователей |
| Калибратор - измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000 | Пределы допускаемой основной погрешности измерений: AI = ± (10-4 • I + 1) мкА, AU = ± (7-10-5 • |U| + 3) мкВ воспроизведения: AU = ± (7 10-5 • |U| + 3) мкВ, AR = ± 0,025 Ом |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации датчиков температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к датчикам температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ 6616-94 Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия.
ASTM E230/E230M ASTM. Стандартные функции и таблицы термоэлектродвижущей силы для стандартных термопар.
ТУ 4211-005-10854341-2015 «Датчики температуры ТППТ, ТПРТ, ТПВР, ТППТ Ex, ТПРТ Ex. Технические условия».
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
62293-15: Описание типа СИСкачать200.1 Кб
