4. Биметаллические и дилатометрические термометры.

Биметаллический термометр представляет собой плоскую или спи­ральную пластину из двух слоев разнородных металлов, сваренных меж­ду собой, но всей плоскости соприкосновения, рис.5.23 а. Один слой часто делается из инвара, а другой - из латуни или стали. При повышении тем­пературы пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффици­ентом линейного расширения. Подвижный конец пластины соединяют со стрелкой указателя или контактом выключателя.

Дилатометрический термометр состоит из металлической трубки и стержня, скрепленных между собой в нижней части, рис.5.23 б. Стержень выполняется из инвара или керамического материала с малим коэффи­циентом линейного расширения. При повышении температуры трубка удлиняется больше, чем стержень. Из-за этого уменьшается длина высту­пающей части стержня /. Дилатометрический термометр развивает доста­точно большое усилие. Это позволяет использовать его в качестве чув­ствительного элемента в регуляторах и сигнализаторах температуры.

5. Термопреобразователи сопротивления: металлические и полу­проводниковые датчики; и их характеристики пределы измерения.

Термопреобразователи сопротивления (ТС по виду материала чув­ствительного элемента делят на металлический и полупроводниковые. Основной характеристикой их является зависимость электрического со­противления R от температуры, рис.5.24. С ростом температуры сопро­тивление металлов плавно повышается (кривая 1), а сопротивление полу­проводников резко снижается (кривая 2). Полупроводники применяются в более узком диапазоне температуры, чем металлы.

Для технических измерений температур от -200° до 190 "С чаще все­го используют медные ТС. Сопротивление их в диапазоне температур от -50 до 180°С .

Более точные измерения температур от -260° до 1100°С производят при помощи платиновых ТС. Зависимость сопротивления платины от температуры несколько отличается от линейнсш. Еще большую нелиней­ность градуировочной характеристики имеют ТС из никеля и железа, ко­торые применяются редко.

Конструктивно металлический ТС представляет собой тонкую про­волоку, которая наматывается бифилярно на каркас из изоляционного материала и помещается в защитный кожух. Диаметр проволоки выби­рают в зависимости от условий использования ТС. Начальное сопроти­вление R₀ определяет градуировку ТС. Для платиновых и медных ТС оно часто имеет одно из стандартных значений: 5; 10; 50; 100 Ом. Встречают­ся и другие градуировки ТС. Переход от сопротивления датчика к темпе­ратуре осуществляется по соответствующей градуировочной таблице.

Полупроводниковые ТС обычно изготавливают из окисей окислов металлов. Смеси со связывающими добавками спекают и обжигают, придавая им форму цилиндров, бусинок или шайбочек с дву­мя проволочными выводами. Наибольшее распространение получили термисторы трех типов: KMT, MMT и СТ. Каждая модификация их имеет конкретный диапазон рабочих температур в пределах от -100 ° до 300 °С. Сопротивление термисторов от температуры изменяется по экс­поненциальной зависимости:

Недостатками полупроводниковых ТС являются нелинейная зави­симость сопротивления от температуры и значительный разброс от об­разца к образцу как номинального сопротивления, так и коэффициента В. Это затрудняет взаимозаменяемость термисторов и требует индивиду­альной градуировки каждого образца. К достоинствам термисторов от­носятся большое номинальное сопротивление, высокая чувствительность и малая инерционность.