Термопреобразователи сопротивления
Принцип действия основан на свойстве металлов и полупроводников менять свое электрическое сопротивление при изменении температуры.
Для изготовления чувствительных элементов серийных термосопротивлений применяются чистые металлы, к которым предъявляются следующие требования:
Ø металл не должен окисляться или вступать в химические реакции с измеряемой средой;
Ø температурный коэффициент электрического сопротивления металла a должен быть достаточно большим и неизменным;
Ø функция R = f(t) должна быть однозначна.
Металлы | Полупроводники |
Платина, медь, никель, железо (Pt, Cu, Ni, Fe) | Окислы металлов: магния, кобальта, титана, меди (Mg, Co, Ti, Cu) |
Статическая характеристика | |
Rt = R0 (1+a+bt2) a и b - коэффициенты, зависящие от свойств металлов; R0 – сопротивление при t = 0°С | Rt = А еВ/t А и В - коэффициенты, зависящие от свойств полупроводников. |
- датчики, имеющие нелинейную характеристику (не стандартизованы). Т Þ R¯ Cu, Ni, Fe – имеют ограниченный диапазон измерений. | Т Þ R |
Диапазон измерения | |
(-200 … + 650) °С | (-60 … + 280) °С |
Достоинства: | |
- линейность характеристик; - простота изготовления; - относительно широкий диапазон измерения; - высокая надежность; - удобство согласования со средствами измерения. | - малые габариты и поэтому применяются в труднодоступных местах; - высокая чувствительность; - низкая инерционность. |
Недостатки: | |
- большие габариты; - сравнительно низкая чувствительность - большая инерционность (до 10 мин). | - плохая воспроизводимость характеристик; - ограниченный диапазон измерения; - ограниченный срок службы; - невозможность прямого контакта с измерительной техникой (большое выходное сопротивление). |
Для защиты от повреждений датчик помещается в алюминиевую гильзу. Саму проволоку наматывают на каркас (керамика, слюда, кварц). Бифилярная намотка необходима для исключения индукционного сопротивления. Длина намотанной части может быть разной, например, для платины: 50-100мм, для меди: 40 мм.
Данный преобразователь работает с уравновешенными мотами, автоматическими уравновешенными мостами, неуравновешенными мостами, логометрами, нормирующими преобразователями с получением на выходе унифицированного сигнала.