8 Датчики температуры

Изм-е t. в устр-вах автоматики произв. с пом. Д, функц-щих на основе зависимости того или иного параметра чувствительн. элемента от темпер. Раб. их основана на тепловом расширении твердых тел, жидкостей или газов, на изменении сопр. проводников или полупроводников или изм. термо-ЭДС.

Ртутно-контактные термометры констр. выполн-ся в виде 2-х - или много-позиционных чувст-х устройств с 2-мя или неск. контактами, вмонтированными в стекл. корпус ртутного термометра.

У всех РКТ один из контактов введен в ртутн. столбик на уровне С₀, к-й выбирается  наим. контролируемой t. При достиж. температуры значения С₁, на к-м установлен контакт 2, замыкается цепь м/ду контактами 1 и 2 и во внешнюю цепь будет подан сигнал о достижении этого уровня темп. Если 2-й контакт регул-й то ур-нь темп. С₁ можно устанавливать с пом. магнитной муфты, поднимая или опуская контакт 2.

РКТ прим. для измерения темп. в пределах 0 - 300 ^оС. Их контакты рассчитаны на ток от 50 мкА до долей ампера, что, в ряде случаев требует использования усилительных устройств. Точность измерения обычно не хуже  2 ^оС.

Терморезисторы функц-т на основе св-ва проводников увеличивать электр. сопротивление при возрастании темпер. Статические хар-ки таких датчиков описываются выражением

,

где: - электрич. сопротивление при темпер. =0 ^оС; - темпер. Коэф-т сопротивления (ТКС) проводящего материала терморезистора. Эта зависимость линейна

В кач-ве проводящего материала в терморезисторах исп. медь или платину. Они обладают стабильными ТКС. Из этих материалов изг-т тонкую проволоку, диаметр от 0,05 до 0,1 мм, которую наматывают на каркас из изоляционного материала. Для защиты от повреждения всю конструкцию помещают в защитный корпус. ТКС для терморезисторов лежит в пределах от 0,2 до 0,43 Ом/^оС, диапазон измерения от минус 200 ^оС до плюс 500 ^оС.

Термисторы – это полупроводниковые термочувств-е датчики, действие к-х основано на св-ве полупроводников уменьшать электр. сопротивление при возрастании t. Статическая хар-ка термисторов не линейна и описывается экспоненциальной зависимостью

,

где R₂₀ – сопротивление термистора при температуре = 0 ^оС; В – постоянная величина для данного термистора, определяемая на основе испытаний.

Термисторы облад. большей чувствительностью чем, терморезисторы. Их ТКС, отрицательный или положительный, и превышает ТКС терморезисторов в 5…25 и более раз. Диапазон изм. t от минус 100 ^оС до плюс 300 ^оС. Терморезисторы и термисторы явл-ся датчиками параметрического типа.

Манометрические датчики, представляют собой устр-ва, в к-х воспринимаемые изменения темп. преобр-ся в изменения давления, а затем – в мех. перемещения и далее – в электр. сигнал

Принцип действия этих приборов основан на изменении давления газа или насыщенного пара от кипящей при низк. Темп. жидкости в замкнутой системе при изменении температуры.

При достижении стрелкой контактов происх. их замыкание, благодаря чему в сис-ме автоматики появится регулирующий сигнал. Капиллярная трубка может быть длиной до 40м. Это дает возможность удалить шкалу прибора от измер-й среды на знач. расстояние.

Манометрические термометры бывают жидкостные и газовые. Жидкостные термометры наполняют ртутью, ацетоном, эфиром и др. вещ-ми, имеющими большой коэф. объемного расширения. Газовые термометры заполняют азотом или инертным газом.

Статическая хар-ка манометрического датчика нелинейная. Чувствительность его тем выше, чем  объем термобаллона. Св-ва и параметры таких датчиков зависят от вещ-ва-заполнителя термобаллона и конструкции осн. элементов.

Биметаллические датчики отн-ся к дилатометрическим преобразователям, в к-х исп-ся эффект темп. расширения материалов. Измерительным элементом БД является лента, спаянная из 2-х полосок металлов с разл. темп. коэф. линейного расширения. При нагреве такая лента изгибается в сторону материала с меньшим темп. коэффициентом. Мех-е усилие, развиваемое при этом, исп-ся для перемещения в преобразующем элементе или для приведения в действие исполнительн. органа др. типа.

Термоэлектрические преобразователи температуры (термопары) предст. собой спай 2-х разнородных метал-х проводников или полупроводников. Возникающая на границе соединения разнородных материалов ЭДС зав. от t. Чувствительность термопар обычно невелика и сост. Знач. от 10 до 70 мкВ /°С. Диапазон измерения температур для разл. термопар сост. от минус 200 до плюс 2500^°С. Они отн. к генераторным датчикам.