2.3.2. Тс с чувствительными элементами из других материалов

В случаях, когда не требуется высокая точность измерения, например для технических целей, чувствительные элементы ТС изготовляются из дешевых чистых металлов. Чувствительные элементы для измерения низких температур изготовляются главным образом из сплавов и полупроводников. Для измерения средних температур в ка­честве материала чувствительного элемента ТС применяются медь, никель, вольфрам, железо. Требования к конструкциям ТС с чувствительными элементами из других материалов аналогичны требованиям, предъявляемым к платиновым чувствительным элементам. При этом необходимо учитывать конкретные физические и химические свойства этих материалов[7].

Медные ТС. Обычная медь, поставляемая системой снабжения и тор­говли в виде проволоки и проводов всех требуемых размеров, недефицитна, дешева, чиста и гомогенна — вполне удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к материалу чувствительных элементов ТС для измерения умеренных температур. Существенный практический недостаток меди — при температуре выше 300 °С она начинает активно окисляться. Поэтомумедь применяется в чувствительных элементах ТС для измерения темпера­тур не выше 200 °С. Изоляционные покрытия медных проводов — лак или шелк — также не выдерживают влияния высоких температур. К числу недостатков меди следует отнести и ее малое удельное сопротивление (ρ = 1,7 • 10 ^-8 Ом • м). В диапазоне температур - 50...200 °С зависимость сопротивления меди от температуры линейная: R_t = R₀ (I + at).

Основные технические характеристики медных чувствительных элементов приведены в табл.2.3.1

Та б л и и а 2.3.1.

Обозначение	Количество чувствительных элиментов и НСХ преоюразования	Класс допус- ка	Диапазон измеряемых температур ºС	Показа­тель теп­ловой инерции е∞. с, не более	Габаритные размеры, мм
					Диаметр	Длина
5Ц4.679.070 –1	1Х10М	С	-50… +150	10	5,0	20
5Ц4.679.070 –2	1Х50М	В	-50… +150	12	5,0	50
5Ц4.679.070 –3	1Х50М	С	-50… +150	12	5,0	50
5Ц4.679.070 –4	1Х100М	В	-50… +150	15	5,0	80
5Ц4.679.070 –5	1Х100М	С	-50… +150	15	5,0	80
5Ц4.679.070 –6	2Х10М	С	-50… +150	10	7,0	32
5Ц4.679.070 –7	2Х50М	В	-50… +150	16	7,0	80
5Ц4.679.070 –8	2Х50М	С	-50… +150	16	7,0	80
5Ц4.679.070-10	2Х100М	В	-50… +150	20	7,0	100
5Ц4.679.070-11	2Х100М	С	-50… +150	20	7,0	100
5Ц4.679.070-12	1Х10М	С	-50… +150	10	5,0	20
5Ц4.679.070-13	1Х50М	В	-50… +150	12	5,0	50
5Ц4.679.070-14	1Х50М	С	-50… +200	12	5,0	50

Согласно ГОСТ 6651—84 медные ТС применяются для длительного из­мерения температуры в диапазоне — 200...+200 °С. Б

Бескаркасный чувствительный элемент медных промышленных ТС (рис.2.3.2) имеет безындуктивную намотку из медной проволоки, покрытой фторопластовой пленкой. К намотке припаяны два вывода. Для устойчи­вости элемент помещается в тонкостенную металлическую гильзу, засыпа­ется керамическим порошком и герметизируется замазкой. В зависимости от действительных условий изготовляются чувствительные элементы специальных конструкций: от сосредоточенной обмотки небольшой длины для измерения температуры подшипников до обмотки, растянутой на не­сколько метров, для измерения средней температуры нефти в резервуарах. К чувствительному элементу припаиваются соединительные медные про­вода, которые электрически изолированы оплеткой из термостойкой нити. В качестве защитной арматуры применяются трубы из различных сталей. После изготовления чувствительные

элементы стабилизируются нагрева­нием при температуре, превышающей температуру верхнего предела при­менения на 20 К. Погрешность медных ТС с бескаркасным чувствительным элементом за счет изменения R₀ и W₁₀₀ после 50000 ч работы при 160 °С составляет 1 % . Измерительный ток, протекающий по чувствительному элементу серийно выпускаемого тер­мопреобразователя ТСМ-0879, равен 15 мА на 1 К. Сопротивление чув­ствительного элемента медного ТС не так стабильно как плавно.

Рис. 2.3.2. Медный чувствительный элемент:

1— моток; 2 — металлическая гильза; 3 — порошок; 4 — выводы

Рис. 2.3.3. Термопреобра­зователь сопротивления переносной для измере­ния тем пературы зерна.

Выводы

Температура играет важную роль в повседневной жизни, в познании природы, исследовании новых явлений, а ее единица — кельвин — является одной из семи основных единиц, на которых основана Международная си­стема единиц (СИ). Согласно статистическим данным около 40 % всех из­мерений приходятся на температурные. В некоторых отраслях народного хозяйства эта доля значительно выше. Так, в энергетике температурные измерения составляют до 70 % общего количества измерений. Особое зна­чение имеет температура при контроле, автоматизации и управлении тех­нологическими процессами. Точность соблюдения температурного режима часто определяет не только качество, но и принципиальные возможности применения продукции в определенных целях, например при выращивании полупроводниковых монокристаллов. В современных условиях технологи­ческие требования к точности поддержания температуры находятся на уровне высших метрологических достижений. Поэтому необходима разработка новых и усовершенствование уже известных датчиков температуры.