Термометры сопротивления металлические. Метрологические характеристики. Конструкции промышленных вариантов. Схемы подключений (измерительные цепи).
Термометры сопротивления – это первичные преобразователи температуры, принцип действия которых базируется на зависимости электрического сопротивления проводника или полупроводника от температуры.
Для металлических термометров сопротивления зависимость сопротивления от температуры выражается следующим образом:
(157)
Для метрологических целей приведенная формула не является удовлетворительной. Чаще всего в качестве материала проводника в термометрах сопротивления используется платина или медь. Для этих материалов вполне приемлемой является зависимость следующего вида:
(158)
Чувствительный элемент термометров сопротивления показан на рисунке 80, а. Чувствительный элемент вставляется в тонкостенную металлическую гильзу, которая помещается в защитный чехол (рисунок 80, б).
|
а) – чувствительный элемент термометров сопротивления 1 – пластмассовый цилиндр, 2 – медная проволока, 3 – медные выводные провода, 4 – металлическая гильза б) – защитный чехол 1 – трубка, закрытая с одного конца, 2- клеммная головка, 3 – фланец
Рисунок 80 |
Термометры сопротивления, выпускаемые в промышленности, по внешнему виду похожи на термопары, поэтому различить их можно только по маркировке.
Маркировка термометров сопротивления:
ТСП-XX – платиновый, ТСМ-XX – медный (ХХ – две цифры, обозначающие номер градуировки).
7.2.1 Подключение термометров сопротивления
Существует несколько способов подключения термометров сопротивления:
1) На рисунке 81 приведена типовая принципиальная электрическая схема уравновешенного моста. Автоматические мосты предназначены для измерения температуры при работе в комплекте с термопреобразователями сопротивления.
Сопротивления
,
,
,
,
и
выполнены из манганиновой проволоки.
Подключение
термопреобразователя сопротивления
производится по трехпроводной схеме,
т.е. источник питания ИП одним полюсом
подключается непосредственно к одному
из зажимов термопреобразователя. При
этом сопротивление
включается в два соседних плеча
измерительного моста.
В результате к
одному из зажимов термопреобразователя
сопротивления
подсоединяются два провода, одним из
которых является провод питания, а к
другому – один провод.
К резисторам
и
добавлены сопротивления
и
в виде спиралей из манганиновой проволоки
для установки нуля и предела измерения
прибора.
|
|
Рисунок 81 – Принципиальная электрическая схема уравновешенного моста |
Рисунок 82 – Упрощенная схема уравновешенного моста |
При отклонении
температуры изменяется сопротивление
,
нарушается баланс схемы и подвижный
контакт А резистора
автоматически перемещается в сторону
восстановления равновесия схемы..
Одновременно с перемещением подвижного
контакта изменяется положение шкалы
указателя прибора.
На рисунке 82 показана упрощенная схема уравновешенного моста.
2) Логометр служит для измерения температуры в системах измерения с термопреобразователем сопротивления. На рисунке 83 представлена принципиальная электрическая схема логометра в комплексе с термопреобразователем сопротивления.
Логометр представляет собой прибор магнитоэлектрической системы, измеряющей отношение токов в двух электрических цепях. Логометр состоит из двух рамок и стрелки, жестко механически связанных друг с другом, поворачивающихся в поле постоянного магнита в зазорах А и В переменной ширины неподвижного о цилиндрическою сердечника С.
|
Рисунок 83 – Принципиальная электрическая схема логометра с термопреобразователем сопротивления |
Последовательно с одной из рамок включен термопреобразователь сопротивления, при изменении сопротивления которого изменяется соотношение токов в рамках и происходит поворот подвижной части в магнитном поле под действием магнитоэлектрических моментов. Так как воздушный зазор между полюсами магнита и сердечником имеет переменную ширину, то рамка с большим магнитоэлектрическим моментом попадает при повороте в более слабое магнитное ноле, а вторая рамка — в более сильное.
Магнитоэлектрические моменты выравниваются, и перемещение стрелки прекращается.