8. Терморезистивные измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, схемы включения.

Измерение температуры термопреобразователями сопротивления основано на свойстве металлов и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Если априорно известна зависимость между электрическим сопротив­лением Rt термопреобразователя сопротивления и его температу­рой t [т. е. Rt = f(t) — градуировочная характеристика], то, изме­рив Rt, можно определить значение температуры среды, в кото­рую он погружен.

Термопреобразователи позволяют надежно измерять темпера­туру в пределах от —260 до +1100°С. К металлическим проводникам термопреобразователей сопротивления предъявляется ряд требований, основными из которых являются стабильность градировочной характеристики, а также ее воспроизводимость, обеспечивающая взаимозаменяемость изготовляемых термопреобразователей сопротивления. К числу не основных, но желательных требований относятся: линейность функции Rt = f(t), по возможности высокое значение температурного коэффициента электрического сопротивления большое удельное сопротивление и

невысокая стоимость материала.

Принцип действия основан на изменении сопротивления проволоки (полупроводника) под действием температуры.

Преимущества:

1. Линейность характеристики

2. Высокая точность измерения температуры

Недостатки:

1. Ограниченный температурный диапазон

2. Необходимость периодической поверки показаний в связи со старением материала.

3. Малая чувствительность

4. Являются параметрическими преобразователями и требуют источника питания

Для полупроводниковых

,

где a,b – конструктивные элементы, зависящие от параметра преобразователя и полупроводника.

Преимущества:

1. Высокая чувствительность

Недостатки:

1. Старением материала

2. Нелинейная функция преобразования

3. Ограниченный температурный диапазон

4. Невысокая точность измерения температуры.

Общим недостатком при использовании терморезисторов является учет влияния сопротивления соединительных проводов при значительном удалении преобразователя от места хранения и обработки результатов измерения. Для этого используют 3-х проводную измерительную схему.

Конструкция технических термометров с металлическим тер­мопреобразователем:

Тонкая проволока или лента из платины пли меди наматы­вается бнфилярно на каркас 2 из керамики, слюды, кварца, стек­ла или пластмассы. Бнфиляриая намотка необходима для исклю­чения индуктивного сопротивления. После намотки обычно неизо­лированной платиновой проволоки каркас вместе с проволокой покрывают слюдой. Длина намотанной части каркаса с платино­вой проволокой 50—100 мм, а с медной — 40 мм. Каркас для за шиты от повреждений помещают в тонкостенную алюминиевую гильзу 3, а для улучшения теплопередачи от измеряемой среды к намотанной части каркаса между последней и защитной гиль­зой 3 устанавливаются упругие.металличе­ские пластинки 4 или массивный металличе­ский вкладыш. Помимо наматываемого про­волокой каркаса используются двух- и четырехканальные керамические каркасы. В каналах размещают проволочные плати­новые спирали, которые фиксируются в ка­налах каркаса с помощью термоцемента на основе оксида алюминия и кремния.

При изготовлении медных термопреобра­зователей сопротивления применяют безын­дукционную бескаркасную намотку. В каче­стве материала используют изолированную медную проволоку диаметром 0,08 мм, по­крытую фторопластовой пленкой. Гильзу 3 с ее содержимым помещают во внешний, обычно стальной, замкнутый чехол 5, кото­рый устанавливается на объекте измерения с помощью штуцера 6. На внешней стороне чехла располагается соединительная голов­ка 8, в которой находится изоляционная ко­лодка 7 с винтами для крепления выводных проводов, идущих от каркаса через изоля­ционные бусы 9. Термопреобразователи со­противления по внешнему виду и размерам аналогичны термоэлектрическим преобразо­вателям.

Схема уравнове- Трехпроводная схема Схема автоматического уравновешенного моста

шенного моста соединения термопреобразователя

сопротивления с мостом