- •3 – Температурні сенсори
- •Історія
- •Більше історії - сенсори
- •Температурні сенсори - основне
- •Температурні сенсори - типи
- •Теплові актюатори
- •Терморезистивні сенсори
- •Терморезистивний ефект
- •Терморезистивний ефект (продовження)
- •Терморезистивний ефект (продовження)
- •Приклад
- •Приклад (продовження)
- •Температурний коефіцієнт опору
- •Висновки
- •Структура РДТ
- •Скляні капсули для РДТ
- •Структура РДТ
- •Структура РДТ (продовження)
- •Тонкі плівки РТД
- •Тонкі плівки РТД (продовження)
- •Параметри
- •Самонагрівання РТД
- •Самонагрівання РТД (продовження)
- •Час реакції РТД
- •Кремнієві резистивні сенсори
- •Кремнієві резистивні сенсори (продовження)
- •Опір кремнієвого резистивного сенсора
- •Опір кремнієвого резистивного сенсора – прилад
- •Кремнієві резистивні
- •Термістори
- •Термістори (продовження)
- •Структура
- •Епокситні оболонки термісторів
- •Властивості термісторів
- •Властивості термісторів (продовження)
- •Властивості термісторів (продовження)
- •Термоелектричні сенсори
- •Термоелектричні сенсори (продовження)
- •Термоелектричні сенсори (продовження)
- •Термоелектричний ефект
- •Термоелектричний ефект (продовження)
- •Термоелектричний ефект (продовження)
- •Ефект Сібека
- •Ефект Сібека (продовження)
- •Термопара - аналіз
- •Термопара – аналіз (продовження)
- •Абсолютні коефіцієнти Сібека
- •Термопари – стандартні типи
- •Коефіцієнти Сібека (продовження)
- •Термоелектричні закони:
- •Термоелектричні закони (продовження):
- •Термоелектричні закони (продовження) :
- •Термопара: з’єднання
- •Термопара (продовження)
- •Термопара (продовження)
- •З‘єднання для порівняння
- •Термопара – практичні властивості
- •Таблиця термоелектричного ряду
- •Таблиця термоелектричного ряду
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека
- •Таблиця коефіцієнтів Сібека по типах
- •Таблиця термоелектричних посилань
- •Таблиця термоелектричних
- •Таблиця термоелектричних посилань
- •Стандарт термопари -
- •Термопара (відкрите з’єднання)
- •Термопара (гнучка)
- •Термопара (захищене з’єднання)
- •Напівпровідникова
- •Напівпровідникова термопара: робота
- •Напівпровідникова термопара: робота
- •Напівпровідникова термопара: робота
- •Періодична таблиця - напівпровідники
- •Термобатареї
- •Термобатареї
- •Напівпровідникові
- •Елементи Пельтє
- •Елементи Пелтієра (продовження)
- •Термотруби (Peltier TEGs)
- •Термотруби (Peltier TEGs) продовження
- •Температурні сенсори P-N з’єднання
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження)
- •Температурні сенсори P-N з’єднання (продовження) –
- •Серсор LM35
- •Other temperature sensors
- •Optical temperature sensors
- •Acoustical temperature sensor
- •Acoustical temperature sensor
- •Acoustical temperature sensor
- •Thermo-mechanical sensors
- •Gas expansion temperature sensor
- •Thermo-pneumatic sensor
- •Thermal expansion of metals
- •Coefficients of linear expansion
- •Thermal expansion of metals
- •Example: direct dial indication
- •Bimetal sensors
- •Bimetal sensors (cont.)
- •Bimetal sensors (cont.)
- •Bimetal switch (example)
- •Bimetal coil thermometer
- •Bimetal switch (car flasher)
Приклад
Мідь: 0=5.9x107 с/м, =0.0039 C при T0=20 C. Поперечний переріз: 0.1 мм2, довжина L=1м,
Зміна опору 6.61x10 Ом/ C і
початковий опір 0.017 Ом при 20 C
Зміна 0.38% / C .
Приклад (продовження)
Висновки з прикладу:
Зміну опору можна виміряти
Початковий опір великий – провідник
довгий або тонкий
Можуть використовуватись інші
матеріали
Температурний коефіцієнт опору
Material |
Conductivity [S/m] |
Temperature Coefficint of |
|
5.7-5.9 x 107 |
Resistance (TCR) C |
Copper (Cu) |
0.0039 |
|
Carbon (C) |
3.0 x105 |
0.0005 |
Constantan (60%Cu,40%Ni) |
2.0 x106 |
0.00001 |
Cromium (Cr) |
5.6 x 106 |
0.0059 |
Germanium (Ge) |
2.2 |
0.05 |
Gold (Au) |
4.1 x 107 |
0.0034 |
Iron (Fe) |
1.0 x 107 |
0.0065 |
Mercury (Hg) |
1.0 x 106 |
0.00089 |
Nichrome (NiCr) |
1.0 x 106 |
0.0004 |
Nickel (Ni) |
1.15 x 107 |
0.0069 |
Platinum (Pl) |
9.4 x 106 |
0.01042 |
Silicon (Si) (pure) |
4.35 x 10-6 |
0.07 |
Silver (Ag) |
6.1 x 107 |
0.0016 |
Titanium (Ti) |
1.8 x 106 |
0.042 |
Tungsten (W) |
1.8 x 107 |
0.0056 |
Zinc (Zn) |
1.76 x 107 |
0.0059 |
Aluminum (Al) |
3.6 x 107 |
0.0043 |
Note: Instead of conductivity |
[S/m], some sources list resistivity |
, measured in ohm.meter = |
1/ [ m). 1S/m=1/ m |
|
|
Висновки
Напруга в провіднику змінює його довжину
та поперечний переріз (сталий об’єм)
Має такий же ефект зміни опору як і зміна температури.
З ростом напруги в провіднику зростає
опір провідника
Опір повинен бути відносно великим (25Ом
або більше)
Структура РДТ
Катушка для провідника
Одноріднийі провідникі
Хімічноі і іі фізичноі стабільнийі в межах сенсорики
Тонкий (<0.1мм) для високого опору
Катушка кріпиться на склі або слюді
Подібноі до того, як кріплятьсяі нагрівальніі і елементи в
феніі
Тримає напругу в мінімуміі і і іі не заважає температурному розширенню
Маліі сенсори можуть не мати внутрішньогоі кріпленняі .
Закриті в склі, кераміці або металі
Довжина відід декількохі сантиметрівів до 50cм
Скляні капсули для РДТ
Структура РДТ
(продовження)
Матеріали:
Платина – використовується для точних вимірювань
Хімічноі і стабільнаі при високих температурах
Не окислюється
Провідникиі можуть бути тонкіі завдяки високійій хімічнійі і ій чистотіі
Не піддаєтьсяі корозіїії
Може протистояти жорсткому навколишньому середовищіі.
Корисна при температурах відід –250 C до 800 C.
Дуже чутлива до розтягування
Чутлива до хімічнихі і домішокі
Потрібнаі велика довжина провідникаі (висока електропровідність)і і
Структура РДТ (продовження)
Матеріали:Нікель та мідь
Низька ціна
Низька робоча температура (до 300 C для міді)
Провідники можуть бути тонкі завдяки високій
хімічній чистоті
Потрібна велика довжина провідника (висока
електропровідність
Мідь не можна використовувати в кислотному середовищі (тільки при додатковому захисті)
При температурі вищій за 100 C збільшується опір
Тонкі плівки РТД
Сенсори: виготовлюються шляхом
накладання тонкого слою спеціального
матеріалу (платина або її сплавів) на кераміку, яка може передавати тепло і не проводить електрики
Витравляються у формі довгої лінії.
Малі та відносно недорогі
Часто застосовуються коли не вимагається висока точність.
Тонкі плівки РТД (продовження)
Два типи тонких плівок РТД від різних виробників
Мають типові розміри
