2.1.2 Термопреобразователи сопротивлений

Термопреобразователи сопротивления (термосопротивления), используемые в промышленности стройматериалов, по материалу чувствительного элемента подразделяются на платиновые (ТСП) и медные (ТСМ). Для одновременного измерения температуры двумя термосопротивлениями используются два электрически изолированных термосопротивления (ТС). В качестве чувствительного элемента в ТСП используют платиновую спираль, размещенную в каналах керамического каркаса и укрепленную там изоляционным порошком. Керамический каркас помещается в тонкостенную металлическую гильзу. В ТСМ используется бескаркасная обмотка из медной проволоки с фторопластовой изоляцией, помещенная также в тонкостенную металлическую гильзу. Пределы измерения платиновых термосопротивлений от (-260⁰С) до (+500⁰С); медных- от (-50⁰С) до (+200⁰С). Инерционность термосопротивлений зависит от конструкции ТС и среды измерения, т. е. определяется скоростью теплообмена, и изменяется от 9сек в воде до 20 мин в спокойном воздухе

Термосопротивления отличаются статическими характеристиками, областью применения, материалом защитной арматуры, длиной монтажной части, конструктивным исполнением, погрешностями измерения. По типу статических характеристик термосопротивления делятся на группы. При выборе термосопротивлений особенно необходимо обращать внимание на идентичность их статических характеристик требуемым для совместно применяемых мостов и измерительных преобразователей. Тип и группа требуемого сопротивления указываются в паспорте на измерительные приборы. Группа определяет вид номинальной статической характеристики. Номинальные статические характеристики (зависимость сопротивления в ОМ от температуры) приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5. Характеристики термосопротивлений

Темпе-ратура, 0С	Сопротивление ТСП, ом			Сопротивление ТСМ, ом
	Гр. 21	Гр. 50П	Гр. 100П		Гр. 23	Гр. 50М	Гр. 100М
-100	27.44	29.81	59.62
-50	36.8	39.99	79.98		41.71	39.24	78.48
0	46	50.0	100.0		53.00	50.0	100.0
50	55.06	59.85	119.7		64.29	60.7	121.4
100	63.99	69.55	130.91		75.58	71.4	142.80

Часто вместо указания группы приводят R₀ – сопротивление при 0⁰С. В характеристиках также указывают величину - отношение сопротивления при 100⁰С к сопротивлению при 0⁰С. Для сопротивлений указываются максимальные измерительные токи I_МАХ. Так для группы 50П I_МАХ< 5 ма, а для группы 50М – 10ма. Для сопротивлений указывается зависимость погрешности от температуры и приводятся расчетные формулы

Для преобразования изменения величины термосопротивлений в электрический сигнал они, как привило, устанавливаются в мостовые схемы входных цепей, питаемых переменным напряжением. Использование переменного напряжения для питания моста исключает дрейф нуля. Сигнал разбаланса моста поступает на усилитель и далее на фазочувствительный выпрямитель поскольку информация о направлении разбаланса содержится в фазе сигнала.. В автоматических мостах используется компенсационная схема измерения.

Часто выпускаемые термосопротивления имеют три выходных провода: два с одного конца и один с другого. Выводы сделаны для реализации схемы подключения ТС к мосту исключающей влияния подводящих проводов. В этом случае сопротивления подводящих проводов оказываются включенными в разные плечи моста, что позволяет сохранять его баланс независимо от длины проводников и их температуры. Для большей крутизны преобразования величины сопротивлений плеч моста берутся одинаковыми. Одно из сопротивлений моста может использоваться для ввода сигнала задания. В этом случае сигнал разбаланса моста является сигналом рассогласования для регулятора. Поясняющая схема приведена на рисунке 2.8. Приборы с подключением термосопротивлений по трехпроводной схеме имеют для этого три контакта с указанием их назначения.

Заметим, что для ввода сигнала задания возможно использование дифтрансформатора, включаемого последовательно с мостом так, чтобы сигнал разбаланса моста складывался с сигналом дифтрансформаторного задатчика.

Заметим также, что возможно также непосредственно снимать электрический информационный сигнал с термосопротивления, если запитывать его от высокостабильного источника тока.

Для измерения температуры возможно применение и полупроводниковых термосопротивлений, которые имеют большую крутизну преобразования, но меньший диапазон рабочих температур и существенно нелинейные статические характеристики. Из полупроводниковых терморезисторов следует отметить типы ММТ (с верхним пределом 120⁰С) и КТМ (с верхним пределом 180⁰С). Терморезисторы ММТ-4 И КТМ-4 герметизированы. Термистор ТМ-54 представляет собой полупроводниковый шарик диаметром 5–50мкм впаян с токоотводами в стекло. Термистор имеет малую постоянную времени порядка 0.02с и используется в диапазоне температур от –70 до 250⁰С. Заметим, что с ростом температуры сопротивление полупроводниковых терморезисторов падает.