6.3. Терморезистивные преобразователи

6.3.1. Принцип действия. Измерительные цепи

_{Электрические термометры сопротивления применяются в авиации для измерения температуры масла и воздуха внутри и снаружи кабин.}

Принцип действия термометра сопротивления основан на изменении электрического сопротивления металлов или полупроводников в зависимости от температуры.

Принципиальная схема термометра сопротивления показана на рис.6.5.

Рис. 6.5. Принципиальная схема термометра сопротивления:

1 – приемник, 2 – указатель.

Прибор состоит из приемника 1 с теплочувствительным элементом, воспринимающий измеряемую температуру, и указателя 2, расположенного на приборной доске и соединенного с приемником электропроводкой.

Выбор материала для термочувствительного элемента обусловливается удобством изготовления, надежностью, чувствительностью, однозначной зависимостью R() и отсутствием воздействия среды на чувствительный элемент. Этим требованиям удовлетворяют металлы – медь, никель, железо и платина и полупроводниковые – хлориды и карбиды, окислы урана, никеля, марганца, бор, кремний, германий, теллур и др.

Измерение температуры в электрическом термометре сопротивления сводится к измерению электрического сопротивления, которое может быть осуществлено с помощью гальванометра, логометра или компенсационным методом.

Гальванометрические схемы не применяются из-за погрешностей, вызываемых колебаниями напряжения бортовой сети. Наиболее точен компенсационный метод, но он относительно сложен, поэтому преобладающее применение в авиации нашли логометрические схемы, обеспечивающие необходимую для термометров точность (порядка 2 %).

Термометры сопротивления с логометрическими указателями широко применяются в авиации для измерения температуры топлива, масла, окружающего воздуха и т.п.

Терморезисторные термометры строятся на принципе прямого (рис.6.6) и уравновешивающего (рис.6.7) преобразования. В первом случае цепочка преобразования имеет вид

,

где ΔR- изменение сопротивления первичного преобразователя;

ΔU- напряжение рассогласования моста;

- отношение токов в рамках логометра и φ - отклонение стрелки.

В термометре уравновешивающего преобразования последовательность преобразования будет иметь вид

где ΔR_θ и ΔR – изменение сопротивлений терморезистора и схемы;

ΔU – разбаланс схемы;

U – напряжение на выходе усилителя;

I – сила тока в обмотке двигателя; φ₁ – угол отклонения вала двигателя.

Преимущество приборов уравновешенного преобразования – независимость показаний от напряжения питания моста и от температуры окружающей среды.

Рис. 6.6. Схема прямого преобразования:R - терморезистор;R₁,R₂,R₃,R₄,R₆,R₇ -сопротивление моста;R_д- добавочное сопротивление;R_к1,R_к2- сопротивление рамок логометра.

Рис. 6.7. Схема уравновешивающего преобразования: R- терморезистор;R₁,R₂,R₃,-сопротивление моста;R- балансировочное сопротивление; Д- двигатель уравновешивания.