Термосопротивления

Содержание Стр.

1. Принцип действия и пути использования

термосопротивлений…………………………………………………2

2. Разновидности термосопротивлений, применяемые

материалы и основы расчета………………………………………..4

3. Преобразователи промышленных термометров

сопротивления……………………………………………………….19

4. Измерительные цепи термометров сопротивления.

Температурная погрешность. Погрешности от тепловых

потерь………………………………………………………………..23

5. Контрольные вопросы………………………………………………28

6. Список литературы………………………………………………….29

1. Принцип действия и пути использования термосопротивлений.

Термосопротивлением называется проводник или полупровод­ник с большим температурным коэффициентом сопротивления, на­ходящийся в теплообмене с окружающей средой, вследствие чего его сопротивление резко зависит от температуры и поэтому опреде­ляется режимом теплового обмена между проводником и средой. Теплообмен проводника с окружающей средой происходит раз­личными путями: конвекцией, теплопроводностью среды, тепло­проводностью самого проводника и излучением.

К факторам, определяющим интенсивность теплообмена провод­ника со средой, следует отнести:

а) температуру газовой или жидкой среды, самого проводника и арматуры;

б) физические свойства газовой или жидкой среды (например, плотность, теплопроводность, вязкость);

в) скорость газовой или жидкой среды;

г) геометрические размеры проводника и состояние его поверх­ности;

д) геометрические размеры и форму арматуры, к которой кре­пится проводник.

Зависимость температуры проводника, а следовательно, и его сопротивления от перечисленных факторов можно использовать для измерения различных неэлектрических величин, характеризую­щих газовую или жидкую среду: температуры, скорости, концентра­ции, плотности (вакуума). При конструировании соответствующих преобразователей следует стремиться к тому, чтобы все факторы, за исключением измеряемой величины, возможно меньше влияли на температуру проводника при тепловом равновесии, иначе говоря, чтобы теплообмен проводника и среды определялся в основном только измеряемой величиной (скоростью среды, температурой и т. д.).

Во всех случаях использования термосопротивлений для изме­рения указанных неэлектрических величин следует стремиться к максимальному уменьшению потерь, обусловленных теплопро­водностью самого проводника и лучеиспусканием, ибо эти потери вызывают уменьшение чувствительности прибора и погрешность измерения.

Часто термосопротивлением является тонкая проволока диа­метром 0,02—0,06 мм и длиной 5—20 мм, концы которой укреплены в массивных держателях. Теоретические и экспериментальные ис­следования показали, что при отношении длины l к диаметру d про­волоки порядка 500 и выше потерями тепла через теплопроводность самой проволоки от центра к держателям можно пренебречь. В ряде случаев, когда термосопротивление работает, например, в откры­том газовом потоке или когда температура проволоки отличается от температуры окружающей среды или стенок не очень сильно (не больше чем на 100 град), потери на излучение также можно не учи­тывать.

Когда потерями на лучеиспускание и теплопроводность прово­локи пренебречь нельзя, их можно учесть градуировкой, если, ко­нечно, эти потери сохраняют во время эксплуатации то же значе­ние, что и при градуировке.

Для решения практических вопросов, связанных с расчетом термосопротивлений, весьма часто приходится прибегать к теории по­добия, которая является научной основой постановки эксперимента и обобщения результатов опыта.