Термоэлектрические явления, их использование в датчиках температуры. Изучение электрических датчиков температуры

1. Единицей измерения температурного коэффициента сопротивления является:

a) град;

b) Ом∙град;

c) Ом;

d) град^-1;

e) Ом/град;

f) .

Температурный коэффициент сопротивления α определяется формулой

.

Откуда следует единица измерения коэффициента α:

или град^-1.

2. На рисунке показана зависимость э.д.с. электрического датчика от температуры. Какому виду датчиков температуры (генераторному или параметрическому) принадлежит эта характеристика? Укажите этот датчик.

a) генераторный;

b) параметрический;

c) датчик на основе металла;

d) датчик на основе полупроводника;

e) термопара.

Генераторными называются датчики, которые сами генерируют электрический сигнал (напряжение U или э.д.с, ток и т.д.). К таким датчикам относится и термопара, э.д.с. которой прямо пропорциональна изменению температуры ΔТ:

, , что и показано на рисунке.

3

. На рисунке показана зависимость электрического сопротивления R датчика от температуры. К какому виду датчиков температуры (генераторный или параметрический) принадлежит эта температурная зависимость? Укажите этот датчик.

a) генераторный;

b) параметрический;

c) датчик на основе металла;

d) датчик на основе полупроводника;

e) термопара.

Параметрическими называются датчики, у которых при работе изменяются физические свойства, в частности электрическое сопротивление R. Известно, что сопротивление металлов R с ростом температуры T определяется формулой , где T измеряется в ^С, откуда следует, что R~T, что и показано на рисунке.

4. На рисунке показана зависимость электрического сопротивления R датчика от температуры T. Какому виду датчиков температуры (генераторному или параметрическому) принадлежит эта температурная зависимость? Укажите этот датчик.

Т, ^K

a) генераторный

b) параметрический

c) датчик на основе металла

d) датчик на основе полупроводника

e) термопара

Параметрическими называются датчики, у которых при работе изменяются физические свойства, в частности электрическое сопротивление R.

Зависимость сопротивления полупроводника от температуры задается формулой , т.е. уменьшается с ростом температуры по экспоненте, что и показано на рисунке.

5. Температурная зависимость сопротивления металла задаeтся формулой:

a) ;

b) R=R_о (1+ α Т);

c) .

Стандартная формула зависимости электрического сопротивления от температуры: R=R₀ (1+αT), где T измеряется в ^С. Если отсюда выразить αТ, то получим .

6. Термопара с чувствительностью 45 мкВ/град показывает значение э.д.с. 0,45 мВ. Определите, при какой температуре (в градусах Цельсия) находится измерительный спай термопары, если опорный спай находится при температуре 10 ºС.

э.д.с.

Для решения этой задачи необходимо использовать формулу для э.д.с. термопары:

откуда .

Подставим в последнюю формулу данные задачи и произведем расчет.

7. Нагрев датчика с температурным коэффициентом сопротивления 0,01 град^-1 и исходным сопротивлением R = 500 Ом приводит к увеличению его сопротивления на 100 Ом (ΔR=100 Ом). Увеличение температуры (ΔT) при этом составляет…°С.

Для решения этой задачи надо воспользоваться формулой для температурного коэффициента сопротивления:

, откуда . Подставим данные из условия задачи в последнюю формулу и произведем расчет.

8. При изменении температуры датчика на ΔT = 50°C его сопротивление изменилось на ΔR=200 Ом от исходного значения R = 1000 Ом. В этом случае температурный коэффициент сопротивления датчика составляет … град^-1.

Для решения этой задачи необходимо использовать формулу для температурного коэффициента сопротивления: .