Датчики температуры.

 

  1. Термопара

Измерительный прибор включается в разрыв свободного спая и это не изменяет термо-ЭДС, если температура концов неизменна.

  • пользуются градированными графиками: диапазон от 1 К до 3000 К; погрешность несколько градусов (в некоторых случаях 0,001 градуса)
  • погрешность зависит от точности определения и поддержания t свободных ионов
название диапазон t max ЭДС ΔТ
Pt + 10%Rh - Rt 0÷1300 0.5÷6
Ni + Cr – Al + Cu -200÷1000 4÷10
Ni + Cr – Cu + Ni + Mn -200÷600 1÷3
Ni + Cr – Al -271÷0 5.2 0.05÷0.3

 

Достоинства:

  • измерение очень маленькой разницы температур
  • очень малая теплоёмкость (слабое влияние на объект)
  • малая тепловая энерготность
  • простота конструкции

Градуировка с помощью газовых термометров R,V → T

На базе термопары выпускают датчики давления.

  • нагреватель питается постоянным током Uпит. стабилизировано
  • потери энергии: нагрев газа, излучение и нагрев держателей
  • потери на излучении и на нагреве держателей – постоянны
  • изменение P газа приводит к изменению T, а оно приводит к изменению ЭДС
  • по изменению термо ЭДС можно судить о давлении газа в объёме
  1. Терморезистор – датчик преобразования ΔТ в ΔR (металлически проволочные и п/п резисторы)

 

    • эти датчики называют термометрами сопротивления

Cu, Ni, Rt – для проволочных

 

R0 – при 0 ˚С

d – температурный коэффициент сопротивления

0.05÷0.1 мм – такой каркас помешается в кожух их жаропрочного материала

Cu до 150 ˚С

Ni до 250˚С

Pt до 850 ˚С

  • для измерения R используют мостовые либо компенсационные схемы

Δt 0.4 ˚C - Cu

Δt 0.2 ˚C - Rt

Преимущества:

  • высокая точность и надёжность

Недостатки:

  • большие габариты и большая тепловая инерционность

На базе терморезисторов также выпускаются датчики давления

ПМТ – 6

  • тонкая проволока нагретая током
  • преобразователь тепловой
  • п/п терморезисторы называют – тренисторы
  • п/п получают из смеси (Co, Cu, Mn, Mg)
  • c увеличением T R уменьшается

β – температурный коэффициент сопротивления

 

Рабочий диапазон от -100 до 300/600 ˚C

Преимущества:

  • чувствительность в 6-10 раз выше, чем у проволочных
  • изготавливаются с R = 100 кОМ и выше
  • могут иметь очень малые размеры и малую теплоёмкость → малая тепловая инерционность (10млС)

Недостатки:

  • нелинейность функции преобразования
  • значительный разброс параметров
  • нестабильность характеристик

 

  • Термисторы используют когда не надо высокой точности, а нужны малые размеры, малая тепловая инерционность и высокая чувствительность.
  • В качестве датчиков температуры используются п/п приборы (диоды, транзисторы) так как их ВАХ зависит от t.
  • Существуют специальные микросхемы для измерения t (результат в цифровом виде)