Сенсори температури

Термоелектричні термометри

Т

Рис.11.31. Термоелектричний

термометр

ермоелементи (термопари) використовують енергію тепла для створення електричної напруги. Термоелемент складається з двох провідників, які виконані з різних металів, наприклад, заліза і константану. Ці провідники на одному кінці спаяні між собою (рис. 11.31). Якщо між місцем сполучення провідників і їх вільними кінцями виникає різниця температур, то між цими кінцями виникає напруга, так звана термоелектрична сила (табл. 11.2). Захищені термоелементи розміщуються в протикорозійному тонкому стальному корпусі, в зв’язку з чим можуть використовуватись у важких умовах вимірювань (рис. 3).

Оскільки термоелектрична напруга є дуже малою, величина вимірюваної температури визначається за допомогою електронного вимірювального підсилювача. Такі підсилювачі є спеціалізовані до термоелементів, які найчастіше використовуються і компенсують незначні нелінійності залежності термоелектричної напруги від температури.

Т

Термоелектричні сили Таблиця 11.2

ермоелектричні термометри використовуються для точних вимірювань температури в реакторах, в хімічній промисловості, в ливарній техніці, в машинах до лиття під тиском. При вимірюваннях температури зовнішньої поверхні, використовується вплив на термоелемент теплового випромінювання гарячих поверхонь, наприклад, рідких або розжарених металів, скла і керамічних матеріалів. Вимірювальні прилади, за допомогою яких безконтактно визначається температура, на підставі теплового випромінювання, називаються пірометрами.

Термометри опору

У

Рис.11.32. Термоелемент в корпусі

термометрах опору використовується зміна опору металів або напівпровідників при зміні температури. Опір металів збільшується зі збільшенням температури, опір напівпровідників i деяких сплавів навпаки зменшується. Вимірюючи опір, можна визначити температуру сенсора.

Металеві термометри опору, на базі платини (Pt 100) або нікелю (Ni 100), при кімнатній температурі звичайно мають опір 100 Ом (рис. 11.32).

Термометри опору, подібно як термоелектричні термометри, застосовуються в пристроях хімічної промисловості, а також в електричних печах, топках, нагрівальних котлах, в системах регулювання температури в автоклавах, в акліматизаційних пристроях і морозильних апаратах.

Напівпровідникові сенсори температури

Напівпровідникові сенсори температури – це інтегральні пристрої, які генерують струм, який однозначно залежить від температури (рис. 11.34). Струмовий сигнал напівпровідникових сенсорів незначно залежить від напруги живлення і навантаження, а отже, також не залежить від довжини сполучних провідників. Ці сенсори пристосовані для вимірювання абсолютної температури і генерують на кожний градус K (абсолютної шкали) струм 1 мкA, тобто при температурі 2

Рис.11.33.Термометр опору

5°C (298,2 K) величина струму становить 298,2 мкA. Межі вимірювання знаходяться приблизно між -60°C і 150°C, похибка вимірювання складає біля 1%. Напівпровідникові сенсори температури застосовуються у вказівних, контрольних і регулювальних пристроях температури.