Расчет вольтамперных

характеристик терморезистора

ВАХ является важной характеристикой, дающей связь между падением напряжения на терморезисторе U_вх и протекающем через него током I_вх при заданной температуре окружающей среды t_o.

ВАХ рассчитывается по температурной зависимости.

(1)

- для металлического терморезистора; (1^)

Уравнение теплового баланса:

- для металлического терморезистора; (2)

В (2) подставим (1^):

, (3)

тогда для металлического термопреобразователя сопротивления:

(4)

Если перегрев не велик, то (1) можно переписать:

Тогда ВАХ имеет вид:

- для ПТР.

Если диапазон изменения перегрева достаточно велик, то уравнение теплового баланса I²Re^-t = St  R_t = f(t,I) сильно зависит (R_t для ПТР зависит от температуры и тока) и ВАХ резко нелинейна.

Температура окружающей среды: t₃t₂t₁.

Так как с понижением R_t и повышением температуры, ВАХ для более высокой температуры окружающей среды ₃ расположена ниже.

При малых токах уравнение этого семейства для небольшого диапазона изменения t_р среди U = R[1-(T_вн-T_в)]I,

T_в – температура среды, соответствующая данным характеристикам;

T_вн – температура среды, соответствующая сопротивлению терморезистора.

Расчет статических характеристик

датчиков и реле на терморезисторах

Решение сводится к расчету рассмотренных схем.

Если терморезисторы нагружены малым током и их ВАХ соответствуют виду (4), то при расчете схем терморезисторы рассматриваются как линейные сопротивления.

Для большого диапазона тока ВАХ становятся нелинейными и расчет схемы усложняется. На основании закона Кирхгофа для простейшей нереверсивной схемы имеем:

U=U_вых+U_т; (5)

где U_вых=IR_н; (6)

U_т=f(I); (7)

(7) – аналитическое выражение ВАХ терморезистора при определенной температуре окружающей среды.

Если , тогда выражение (5) примет вид:

; (8)

Для термопреобразователя сопротивления:

. (8^*)

При расчете ВАХ графическими методами необходимо располагать семействами.

t₄t₃t₂t₁

 = arcctg R_н.

Если схема питается от источника переменного тока:

; (9)

; (10)

. (11)

Если бы сопротивление терморезистора было бы равно 0, то в схеме протекал бы условный ток . Тогда выражение (11) примет вид:

; (12)

(12) – эллипс с центром (0;0).

К тепломеханическим преобразователям температуры относятся датчики с изменяющейся электрической проницаемостью, основывающиеся на измерении величины тепловых шумов, пьезоэлектрические датчики, атцерзионные датчики, датчики по зависимости давления и вязкости от температуры, акустические датчики, оптические и радиационные.

Расчет мембраны металлической гофрированной

1. Относительное давление

;

a, b – коэффициенты, зависящие от формы профиля.

; ;

;

k₁, k₂ зависят от формы профиля.

Профиль	k1	k2
	1

2) Развиваемые усилия

, р – измеренное давление.

;

d – диаметр внутренней негофрированной части мембраны;

D – наружный диаметр мембраны;

S – эффективная площадь мембраны.

Расчет сильфона

(предназначен для преобразования измеряемого давления в усилие)

D  150 мм

Расчет ведется по электрическим формулам.

1. Осевая деформация сильфона

; где

S – шаг волны,

Q – нагрузка,

n – число волн.

2. Давление, передаваемое на сильфон.

;

, где .