11.Датчики температуры.Классификация. Жидкостные, газовые датчики.

Температура определяется кинетической энергией или средней кинетической энергией большого количества движущихся частиц в теле. Чем больше кинетической энергии тем выше температура. Температурные шкалы. Существует несколько температурных шкал. Первая шкала появилась в 1664 году. Каждая шкала определяется опорными точками. Первая шкала введена была Гуком. Он использовал одной из опорных точек точку замерзания дистиллированной воды, другая не определена. После все остальные шкалы базировались на двух точках. Шкала делилась на 12 частей. 1701 году Ньютон использовал 2 фиксированных опорных точки. Одна это температура плавления льда, а другая – это температура здорового англичанина. Более известен Фаренгейт в 1706 году, в качестве нулевой точки выбрал холодную температуру смеси воды, льда и поваренной соли. В качестве второй точки он выбрал температуру 96 градусов, определяемую температурой крови здорового человека по Фаренгейту. В соответствии с этим, несколько дальше эта шкала корректировалась. В настоящее время по этой шкале температура плавления льда 32 градуса по фаренгейту. Температура кипения воды 212 градусов по фаренгейту. Разница этих температур 180 градусов по фаренгейту. По Цельсию 100 градусов. Эта шкала используется в США Великобритания. Были еще шкалы. Самая распространенная шкала 1742 году, Цельсий астроном уже предложил шкалу где 0 это точка плавления льда, а 100 это температура кипения воды. По поводу Кельвина данных нет, когда была введена шкала. Базируется на 2 опорных точках. Первая это тройная точка воды. При которой вода находиться в 3 состояниях: пар, жидкость и лед. Температура этой точки 273 градуса по Кельвину. И еще нулевая точка, это температура при которой кинетическая энергия частиц равна нулю. Называется абсолютный ноль. Разница в шкалах 0,01 градуса. Тройная точка воды отличается то точки плавления льда на одну сотую градуса. Коэффициент один и тот же.

Классификация датчиков температуры.

Существует различные принципы по которым строятся датчики. Здесь может использоваться свойства: есть датчики чисто полупроводниковые, газовые, жидкостные, объемное расширение.

1.   По принципу действия

a.   Жидкостные (спиртовые, ртутные, пектановые)

b.   Газовые (N2, H2)

c.    Твердотельные (металл-резистивные, кремниевые резистивные, полупроводниковые резистивные, полупроводниковые диодные, термопара, пирометры, пьезорезонансные)

2.   По способу взаимодействия:

a.   Контактные

b.   Бесконтактные (пирометры)

Жидкостные датчики температур.

Первые датчики, которые появились. Жидкость находилась в сосуде. В зависимости от температуры менялся объем жидкости. И отсюда преобразование шло в высоту столба. Наиболее дешевые и безопасные это спиртовые. Но есть ограничения по температуре. Больший диапазон температур давали ртутные датчики. На основе Пентана. Применяются в основном при низких температурах.

Газовые термометры.

Используют газы при большом разряжении. Хороши тем, что свойства газов в этом состоянии близки к идеальным их температурные коэффициенты объемного расширения постоянны в широком диапазоне температур. Они обладают достаточно хорошей линейностью. Есть области использования этих датчиков. При низких температурах используются. Датчики больше индикаторного типа. Нужно преобразовать давление или длину столба в сигнал.