2. Резистивные преобразователи, тензорезисторы и термисторы.

Резистивные преобразователи

Наиболее часто такие датчики применяются для измерения перемещений, для измерения уровня жидкости и пр

Резистивные измерительные преобразователи.

+ невысокая стоимость; + небольшие габариты; + высокая надежность при благоприятных условиях; + доступность – массовый выпуск; + широкая номенклатура; + высокая точность.

-

оптическое воздействие.

- довольно высокая чувствительность возмущающего воздействия возмущающих факторов. Можно получить высокую точность, если применять устранение возмущения;

- относительно плохо работать в тяжелых условиях эксплуатации;

- большие температурные погрешности; п/пров-ые резистивн.преобразователи: невысокий температурный диапазон в котором могут работать преобразователи ()

прин­цип действия которых основан на преобразовании зна­чения измеряемой величины в изменение сопротивления. Последнее может быть вызвано различными эффектами в преобразующем элементе, например нагреванием или охлаждением, механическим напряжением, воздействием светового потока (как в фотопроводящих преобразова­телях), увлажнением, осушением, механическим пере­мещением контактной щетки реостата.

Одним из вариантов резистивного преобразователя является потенциометрический преобразователь, в кото­ром изменение измеряемой величины преобразуется в изменение отношения напряжений вследствие изменения положения контактной щетки на резистивном материа­ле, запитываемом от внешнего источника . Определенный механический элемент преобразует изме­нение измеряемой величины в перемещение щетки.

 В преобразователях могут использоваться потенциометрические устройства (с одним или несколькими со­противлениями в схеме) либо они сами являются потен­циометром.

Термисторы

Другая основная группа чувствительных к темпера­туре преобразователей, используемых в термометриче­ских приборах, известна под названием термисторы. Они имеют весьма нелинейную характеристику, однако могут быть эффективно использованы в системах для измерения температуры. Сопротивление термистора определяется следующим выражением:

где RT — сопротивление; А — постоянная, значение ко­торой для разных материалов различно; В — характери­стическая температура прибора; Т — температура, К.

Типичная характеристика   термистора   представлена  на рис. 2.15. Сопоставление характеристик резистивных преобразователей (рис. 2.14) с характеристиками терми­стора позволяет сделать выводы о том, что последние:

1)   являются более крутыми, т. е. температурный ко­эффициент сопротивления у них существенно больше, чем в металлах, по крайней мере в основной части кривой;

2)   падают с увеличением температуры, т. е. темпера­турный коэффициент сопротивления у них отрицательный.

Термисторные преобразователи с отрицательным тем­пературным коэффициентом сопротивления известны больше как NTC-термисторы (negative temperature coefficient). Необходимо заметить, что существуют и термисторы с положительным коэффициентом сопротивле­ния, которые обозначаются как РТС-термисторы (positi­ve temperature coefficient). Последние чаще применяются не для измерения температуры, а, скажем, для преду­преждения перегрева.

Другой и более удобной формулой для описания ха­рактеристики термистора в случае, когда известно его сопротивление R1 при некоторой температуре Т1 явля­ется выражение

R=R1 expB

которое получается путем подстановки в ранее приведен­ную формулу следующего очевидного соотношения:

Термисторы существенно меньше по габаритам, чем металлические резистивные преобразователи, и поэтому они быстрее реагируют на изменение температуры. С дру­гой стороны, небольшие размеры термисторов приводят к тому, что для их самонагрева требуется небольшой ток. Следовательно, можно считать, что ток не влияет на точ­ность измерений.