71. Термопары
Термопари являють собою чутливі элементы датчиків, придатні для виміру в діапазоні температур від 0 до 23000С, причому незважаючи на високу розв'язну здатність і точність, ціна їх невелика.
Термопари виготовляються шляхом з'єднання двох різнорідні металеві проводів.
Наприклад мідь і мідно-нікелевого сплаву, заліза- нікелевого сплаву, платины й платинородиевого сплаву. Дві такі термопари утворюють повний датчик.
Якщо один спай занурити, наприклад, у лід, що тане (00С), а другий увести в контакт із обьектом виміру. Те між спаями виникає, що подається виміру термо- эдс, складова залежно від виду термопари 7…75мкВ/0С, мал.9.3. Для ддостаточно точного виміру такої незначної напруги необхідні дорогте й складні вимірювальні підсилювачі. Крім того, опорна температура завжди повинна підтримуватися постійної або теж вимірятися.
Мал. 9.3. Вимір температури термопарою з використанням у якості
опорної крапки температури танення льоду.
Останнім часом одержали поширення інтегральні схеми для виміру за допомогою термопар без опорної крапки 00С. Вони містять внутрішній компенсатор крапки танення льоду, тому досить однієї термопари.
Багато фірм випускають такі схеми у вигляді блоків. Перетворювач сигналу термопари такого блоку линеаризует термо-ЭДС датчика з певним коефіцієнтом в інтервалі вимірів. Однак, якщо власна температура блоку змінюється, то вплив цього виміру можна компенсувати тільки за допомогою відповідного поправочного коефіцієнта.
Таким чином, можливі помилки обусловлены зміною власної температури блоку. Помилка може досягати декількох відсотків. Цей спосіб може застосовуватися тільки для простих схем регулювання.
72. Кремниевые датчики температуры.
Вимір температу за допомогою кремнієвих датчиків становить особливий інтерес у випадку масового примения, тому що вони значно дешевше інших датчиків і мають великий температурний коефіцієнт. До недоліків можна віднести менший діапазон измнряемых температур і більша нелінійність.
На мал. наведена характеристика кремнієвого датчика температури.
Вона
досить точно відповідає квадратичному
рівнянню
де RT - сопротивление при температурі Т(0С),
R25 - опір при еталонної темепературе Tb =250С,
ΔΤ - різниця температур (ΔΤ=Τ-Τb),
α , β - температурні коефіцієнти з типовими значеннями 0,78.10-2 0С-1, и 1,84.10-5 0С-2.
Мал. 9.4 Характеристика
кремнієвого датчика температури.
Для більш точних вимірів за допомогою кремнієвого датчика температури його квадратична характеристика повинна бути линеаризована. Простіше всього це досягається включенням не залежного від температури опору RL паралельно кремнієвому датчику, якщо схема харчується постійним струмом. При харчуванні постійною напругою RL включається послідовно з датчиком Rth., мал. 9.5.
Мал.. 9.5. Схема линеаризующа характеристику кремнієвого датчика
температури диапазоне измерения
(Тmin < Т < Тmaх)
Вимірювана напруга UM розраховується в такий спосіб
У результаті перетворення рівнянь виходить вираження для линеаризирующего опору RL
Опір RL залежить, таким чином, від вибору середньої температури Тм. Величина опору RL однакова як при постійному струмі, так і при постійній напрузі. Застосовувані схеми формування сигналу дають на виході імпульс напруги, тривалість якого залежить від температури.