Термопреобразователи сопротивления.

Принцип действия основан на зависимости активного сопротивления проводников и полупроводников от температуры.

В общем случае

R₀ – начальное сопротивление при 0С.

- температурный коэффициент сопротивления

У проводников >0, у полупроводников, как правило,<0.

У проводников, при изменении температуры на 10С, сопротивление меняется на 4%. Это связано с увеличением хаотического движения.

- т.е. можно считать, что он практически не меняет сопротивления от температуры.

Промышленные термометры изготавливают из платины, меди и никеля.

Платина жаростойка (-260  1100С).

- для положительной температуры.

- для отрицательной температуры.

Параметры a, b, c определяют по реперным точкам.

На основе платиновых термометров изготовляют образцовые (эталонные).

Медь – дешевая, легко получить в чистом виде, но легко окисляется, поэтому диапазон температур – 200  200С , зато можно пользоваться линейной формулой: .

У меди высокий - положительное качество.

Недостаток – низкое удельное сопротивление, т.к.

Никель трудно получить в чистом виде.

Промышленные термопреобразователи сопротивления.

Тип термометра	Начальное сопротивление, Ом	Обозначение	Диапазон температур, С
ТСП	1 5 10 (46) 50 100 500	1П 5П 10П (Гр20) (Гр21) 50П 100П (Гр22) 500П	-50  1100 -100  1100 -200  1000 -260  1000 -260  1000 -260  1000 -260  300
ТСМ	10 50 (53) 100	10М 50М (Гр23) 100М (Гр24)	-50  200 -50  200 -50  180 -200  200

Указанное в скобках не выпускается.

ТСП – термометр сопротивления платиновый.

ТСМ – термометр сопротивления медный.

Бывают 5 классов точности.

В ТСП используется платиновая проволока диаметром 0,07мм внутри металлического каркаса.

В ТСМ медная проволока намотана на катушку бифилярно (провод сложен пополам, чтобы токи шли навстречу друг другу). Катушки диаметром 5мм и длиной 20мм.

Полупроводниковые преобразователи сопротивления (термисторы).

Достоинства – малые габариты и большая чувствительность.

Недостаток – трудно выполнить большие партии полупроводников без примесей => индивидуальная градуировка.

Для изготовления термисторов используют полупроводники с чисто электронной проводимостью, т.к. при ионной проводимости может наблюдаться электролиз.

Материалы: смеси двуокиси титана и окиси магния, смеси окислов марганца, никеля и кобальта.

Уравнение сопротивления преобразователей:

Т – абсолютная температура, А и В – постоянные, зависящие от типа проводника.

Интервал температур от –20 до 200С.

Используются для исследования цепей, или в местах, где нужну малые габариты.

Приборы, работающие в комплекте с термопреобразователями сопротивления.

1. Неравновесные мосты.

2. Равновесные мосты.

3. Логометры.

1. Недостаток – нелинейная статическая характеристика, выходной сигнал зависит от питания.

2. Равновесные мосты.

НИ – ноль индикатор

R_Л – сопротивление линии.

R₁ нельзя делать переменным, иначе шкала будет нелинейной. Реохорд – переменное сопротивление нужно включать в смежном плече.

Может возникнуть погрешность из-за изменения сопротивления линии (из-за температуры). Для устранения влияния изменения сопротивления линии на показания используют трехпроводную схему подключения термометра.

R₁ = R₃ => R₂ = R₃

Т.о. линия прекращает мешать.

Схема автоматического моста.

R_Р – сопротивление реохорда

R_Э – Эквивалентное сопротивление

R_ПР – приведенное сопротивление

R_Ш – шунтирующее сопротивление

Мост может питаться постоянным или переменным током. Узел реохорда выполнен из трех параллельно соединенных нормированных сопротивлений R_Э = 100Ом. R_ПР зависит от пределов измерений.

Начальное сопротивление R_Н предназначено для ограничения силы тока, проходящего через терморезистор. Чтобы не было самонагрева термометра I_ТЕРМ < 8мА.

Сопротивлением R_П устанавливают предел.

R₁ и R₂ для исключения влияния R_Л.

Современные мосты могут быть показывающие, показывающие и записывающие (на перфокартах) и диаграммы, которые выполняются синхронным двигателем, вращающим ленту или диск.

Класс точности 0,25 – 0,1.

3. Логометры.

Логометр относится к числу магнитоэлектрических приборов, подвижная система которых выполняется в виде двух жестко скрепленных между собой рамок, расположенных под некоторым углом друг к другу.

U_ПИТ = 4В

При протекании тока в рамках возникает вращающий момент.

С – постоянные, зависящие от геометрии и числа витков рамок.

М₁ = М₂ – условие равновесия

, где

Уравновешивание происходит из-за переменной индукции в зазоре.

- угол поворота стрелки

Т.о. логометры нечувствительны к напряжению питания. В систему включают слабую пружину, чтобы при отключении питания стрелка возвращалась в исходное состояние.

Как правило, сам логометр включают в диагональ неравновесного моста, для того, чтобы можно было менять пределы измерения и для введения поправки, исключающей погрешности показаний при температурном изменении сопротивления рамок.

Класс точности 1 – 1,5.