+7 (495) 543 88 54

Пн-Пт: с 9:00 до 17:00 по МСК

Email:

+7 (495) 543-88-54

Офис в Москве

+7 (812) 401-47-49

Офис в Санкт-Петербурге

+7 (843) 205-36-46

Офис в Казани

+7 (343) 298-35-51

Офис в Екатеринбурге

+7 (717) 297-34-49

Офис в Казахстане

Датчики температуры - Вертикал
ГлавнаяСтатьи по КИПиАТемператураПостоянные времени датчиков температуры
06.04.2025

Постоянные времени датчиков температуры

Постоянная времени (τ) датчика температуры — это временной параметр, характеризующий инерционность сенсора при изменении температуры окружающей среды. Физически она представляет собой время, за которое датчик достигает 63,2% от полного изменения выходного сигнала при ступенчатом изменении температуры.

Для различных типов датчиков характерны типичные диапазоны постоянных времени:

  • Термопары: 0,1-10 сек (зависит от конструкции)
  • Термопреобразователи сопротивления (Pt100, Ni100): 1-30 сек
  • Полупроводниковые датчики: 0,01-1 сек
  • Термисторы: 0,1-5 сек

Постоянная времени критически важна для:

  • Динамических измерений (быстропротекающие процессы)
  • Систем автоматического регулирования (выбор ПИД-параметров)
  • Точных тепловых расчетов (учет запаздывания сигнала)
  • Сравнения датчиков при подборе оборудования

Пример: Для контроля температуры в турбинах с быстрыми тепловыми изменениями требуются датчики с τ < 0,5 сек, тогда как для мониторинга температуры в печах допустимы датчики с τ до 30 сек.

Факторы, влияющие на постоянную времени датчика температуры

На величину τ существенно влияют:

  • Конструктивные особенности:
    • Материал защитной гильзы (сталь, керамика, кварц)
    • Толщина и теплопроводность оболочки
    • Наличие термопроводящей пасты
    • Диаметр чувствительного элемента
  • Эксплуатационные условия:
    • Скорость потока измеряемой среды (для жидкостей и газов)
    • Плотность контакта с измеряемой поверхностью
    • Температурный градиент в зоне измерения

Таблица постоянной времени датчиков температуры

Датчики сопротивления или изолированные термоэлектрические преобразователи
Конструкция датчика Постоянная времени [сек]
вода 0,4 м/сек воздух 1,0 м/сек
T0,5 T0,9 T0,5 T0,9
стальная оболочка
6 x 0,5 12 55 90 260
8 x 0,6 20 85 125 360
10 x 1,5 35 100 150 400
12 x 1,5 45 155 180 450
15 x 1,5 57 170 190 490
22 x 2 130 480 480 1200
керамическая оболочка
6 x 1 20 55 75 180
10 x 2 30 92 100 270
15 x 2 42 125 220 580

 

Термоэлектрические преобразователи (термопары) в защитной оболочке
Конструкция датчика Постоянная времени [сек]
вода 0,4 м/сек воздух 1,0 м/сек
T0,5 T0,9 T0,5 T0,9
заземленный спай
0,25 0,01 0,06 0,9 2
0,5 0,03 0,10 1,8 6
1 0,06 0,18 3 10
1,5 0,13 0,40 8 25
3 0,22 0,75 23 80
4,5 0,45 1,60 33 110
6 0,55 2,60 55 185
8 0,80 3,90 80 250
изолированный спай
0,5 0,06 0,13 1,8 6
1 0,15 0,5 3 10
1,5 0,21 0,6 8 25
3 1,2 2,9 26 88
4,5 2,5 5,9 37 120
6 4 9,6 60 200
8 6,5 14 95 290

Стандартная методика измерения (согласно IEC 60751 для термосопротивлений):

  1. Помещение датчика в среду с постоянной температурой
  2. Резкое перемещение в среду с другой температурой
  3. Фиксация времени достижения 63,2% от конечного значения

Для термопар применяется аналогичный метод по ASTM E839.

Полезная информация:
galery