
- •Лекция № 1 от 11.02.2005 Средства измерения и их основные элементы.
- •Эталоны.
- •Лекция № 2 от 21.02.2005 Преобразователи. Общие сведения.
- •Силовые элементы.
- •Лекция № 3 от 28.02.2005
- •Резистивный преобразователь.
- •Тензо датчики.
- •Лекция № 4 от 05.03.2005
- •Многослойная
- •Планарная
- •Лекция № 5 от 14.03.2005 Полупроводниковые тензодатчики.
- •Емкостные преобразователи.
- •Лекция № 6 от 28.03.2005 Индуктивные преобразователи.
- •Лекция № 7 от 04.04.05 Преобразователи на магнитном эффекте.
- •Магнито–резисторные датчики.
- •Лекция № 8 от 11.04.2005 Пьезоэлектрические преобразователи.
- •Лекция № 9 от 18.04.2005 Оптические преобразователи.
- •Приемники без pn перехода.
- •Приборы на pn переходе.
- •Лекция № 10 от 24.04.2005 Фототранзисторы.
- •Фототеристоры.
- •Фотоэлементы.
- •Преобразователь для измерения температуры.
- •Термометр сопротивления.
- •Лекция № 11 от 14.05.2005
- •Термопара.
- •Термисторы.
- •Лекция № 12 от 16.05.2005
- •Другие температурные датчики.
- •Радиационные датчики.
- •Лекция № 13 от 23.05.2005
- •Кондуктометрические преобразователи.
- •Лекция № 14 от 30.05.2005 Биоэлектроды.
Фототеристоры.
Когда фототеристоры, облучаются светом на запирающем переходе, генерируется электронно-дырочные пары, которые включают устройство. Обычно от одной из базовых областей делается вывод, если через этот вывод подавать прямое напряжение на соответствующий имитерный переход, то можно изменять световой уровень необходимый для включения фототеристора. Данный прибор имеет pn переход с большой поверхностью, чтобы увеличить световую чувствительность, но это также делает его более чувствительным к изменениям температуры и напряжению. Кроме того, это увеличивает его время переключения по сравнению с обычными теристорома. Сопротивление (резистор) присоединое между затвором и катодом теристора уменьшают его чувствительность к шумам и вибрациям напряжения, но также уменьшает и его световую чувствительность.
Фотоэлементы.
Если внешний вид источника питания не подключен к фотодиоду, то падающий свет создает потенциал на pn переходе так, что p слой приобретает положительный потенциал относительно n слоя. Это вызывает ток через внешнее нагрузочное сопротивление и обратный ток через диод. Такой элемент называется фотоэлементом или солнечным элементом.
Преобразователь для измерения температуры.
Существует 3 основных типа приборов для температурных измерений, это: термометр сопротивления, термопары и термисторы (терморезисторы). Свойства этих приборов можно представить таблицей.
-
Параметр
Термометр сопротивления
Термопары
Термистор
Чувствительность
0,1 – 100 м/0C
10 – 50 мкВ/0C
0,1 – 1 кОм/0C
Стабильность
(дрейф за год)
0,01 %
0,5 0C
1 %
Воспроизводимость
0,05 0C
5 0C
0,5 0C
Диапазон температур
0 ÷ 850 0C
-200 ÷ 1800 0C
-100 ÷ 350 0C
Минимальные габариты (Ø)
Ø 5 мм
Ø 0,4 мм
Ø 0,4 мм
Линейность*
1
2
3
Точность*
1
2
3
Стоимость*
3
1
2
* - единица наилучшее значение; Ø – диаметр.
Кроме этих трех типов существуют и другие методы измерения температуры.
Самыми популярными из низ являются:
С помощью полупроводниковых pn переходов.
С помощью кварцевых кристаллов.
С помощью радиационных пирометров.
Преобразователи для измерения температуры могут монтироваться на поверхности или погружаться в жидкость. Поэтому они часто монтируются в корпус для защиты от окружающей среды.
Важным условием использования термопреобразователей их не влияние на температуру поверхности.
Термометр сопротивления.
Это уравнение описывает температурные измерения в любом проводнике. Оно было предложено Коллендаром в 1924 г.
Rt – это сопротивление при t 0С.
R0 – это сопротивление при 0 0С.
α,δ, β – константы, найденные путем измерения сопротивления.
При температуре в соответствующих точках кипения воды 100 0С, затвердевания цинка 419, 6 0С и кипение кислорода -183 0С соответственно. Термометр сопротивления обычно делают из проволоки намотанной на каркас, иногда используется фольга, материал должен иметь высокий температурный коэффициент сопротивления, высокое удельное сопротивление, так что большее сопротивление может быть достигнуто при малых физических размерах. Кроме того у материала должны быть стабильные характеристики малые измерения при многократных нагреваниях и охлаждениях во времени, хороший отклик и устойчивость к ударам и вибрациям.
Наиболее часто используемый материал, это отожженная платиновая проволока высокой частоты. Этот материал характеризуется линейной зависимостью сопротивления в широком диапазоне температур. Погрешность для такого термометра не превышает ± 0,1 0С при 850 0С. Платиновый термометр сопротивления имеет хорошую долговременную стабильность, высокую точность и воспроизводимость измерения. Его калибровочный дрейф менее 0,1 0С в год.