Температуры применяются

Для измерения температуры применяют термометры сопротивления, у которых чувствительными элементами являются металлические (проволочные) терморезисторы (проволочка намотана на каркас из пластмассы или слюды в защитном кожухе).

Значение диэлектрической проницаемости материала не остается постоянным при изменении температуры. В зависимости от типа материала и температурного диапазона диэлектрическая проницаемость с ростом температуры может увеличиваться или уменьшаться. Для оценки изменения диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры применяют температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ТКе, который выражается формулой

Для уменьшения зависимости токов от температуры применяют специальные меры температурной стабилизации. Наиболее распространенной является схема, изображенная на 52. Необходимый ток базы обеспечивается соответствующим выбором резисторов R1 и R.2. В этом случае напряжение на базе относительно корпуса будет мало зависеть от тока базы. С ростом температуры увеличивается ток /Кбо, что приводит к увеличению тока коллектора /к и, следовательно, к увеличению отрицательного потенциала эмиттера относительно корпуса. Другими словами, потенциал базы станет немного положительней, транзи-стор несколько прикроется (увеличится его внутреннее сопротивление) и ток коллектора /к уменьшится. Следовательно, падение напряжения на резисторе R3 является обратным для перехода эмиттер — база. Тем самым в схеме устанавливается отрицательная обратная связь по постоянному току, которая автоматически стабилизирует режим работы транзистора. Для устранения отрицательной обратной связи по переменному току, которая снижает коэффициент усиления по напря-жению, резистор Ra шунтируют кон-денсатором Сэ.

Кроме платины и меди для чувствительных элементов термопреобразователей температуры применяют никель, вольфрам и другие чистые металлы (табл. 13.2).

Для компенсации дрейфа нуля, возникающего за счет изменения температуры, применяют специальные термокомпенсационные схемы, а на входе усилителя — дифференциальные каскады. Иногда усилитель предварительно прогревают, чтобы все его элементы к началу работы имели постоянную температуру, реже — термостатируют. Для исключения дрейфа, являющегося следствием нестабильности источников питания, последние стабилизируют с помощью электронных, магнитных и других стабилизаторов. УПТ не содержат элементов, которые не поддаются микроминиатюризации, поэтому в основном выполняются в виде гибридных и полупроводниковых интегральных микросхем. Усилители могут быть однотактными и двухтактными (дифференциальными). В настоящее время усилители постоянного тока выполняют по дифференциальной схеме.

Для проведения испытаний на одновременное воздействие вакуума и повышенной или пониженной температуры применяют камеры совмещенного действия, рассмотренные выше.

ратурный коэффициент): Для компенсации подобных изменений емкости от температуры применяют ' специальные конденсаторы с отрицательным температурным коэффициентом, которые включают параллельно конденсаторам с положительным температурным коэффициентом. ЛХ

Для компенсации дрейфа нуля, возникающего за счет изменения температуры, применяют специальные термокомпенсационные схемы, а на входе усилителя -дифференциальные каскады. Иногда усилитель предварительно прогревают, чтобы все его элементы к началу работы имели постоянную температуру, реже - термостатируют. Для исключения дрейфа, являющегося следствием нестабильности источников питания, последние стабилизируют с помощью электронных, магнитных и других стабилизаторов. УПТ не содержат элементов, которые не поддаются микроминиатюризации, поэтому в основном выполняются в виде гибридных и полупроводниковых интегральных микросхем. Усилители могут быть однотактными и двухтактными (дифференциальными). В настоящее время усилители постоянного тока выполняют по дифференциальной схеме.

По температуре все ТЭ условно подразделяются на низкотемпературные, среднетемпературные и высокотемпературные. Низкотемпературные ТЭ работают при температурах до 100°С, среднетемпературные - при 100-250°С, высокотемпературные -при 500-1000°С. В зависимости от температуры применяют и ионные проводники. В низкотемпературных ТЭ могут использоваться водные растворы электролитов, матричные электролиты и ионнообменые мембраны. Высокой ионной проводимостью обладают растворы щелочей и кислот (§ 1.6), поэтому в ТЭ используются растворы КОН или H2SO4 в свободном виде или в виде матричного электролита. В среднетемпературных ТЭ используются либо растворы КОН, либо растворы Н3Р04. Испарение растворов предотвращается увеличением рабочего давления или увеличением концентрации электролита (до 98% в массовых: долях). Ионными проводниками в высокотемпературных ТЭ служат либо смесь расплавленных карбонатов (Li2CO3, NaCO 3 , К2СО3), либо твердые электролиты, например Zr0 85?0150^925-

В тех случаях, когда возможно только визуальное наблюдение исследуемого процесса, для измерения температуры применяют оптические пирометры. Диапазон измеряемых температур в этом случае ограничивается диапазоном спектральной чувствительности используемого датчика.

Метод заложенных датчиков температуры применяют для определения температуры обмотки или активной стали. Обычно устанавливают не менее шести датчиков, равномерно расположенных по окружности машины в таких точках обмотки в осевом направлении пазов, в которых ожидают наибольшие значения температуры. Каждый датчик должен соприкасаться непосредственно с поверхностью, температура которой подлежит измерению, и быть защищен от воздействия охлаждающей среды. В качестве термопреобразователей датчиков используют термопары, термометры сопротивления или терморезисторы.

В электронных лампах используется явление электронной эмиссии, т. е. выхода электронов с поверхности тела в вакуум. Электрод лампы, испускающий электроны посредством эмиссии, называется катодом. Обычно используются термоэлектронные катоды, эмиссия которых определяется температурой (термоэлектронная эмиссия). Для нагревания катода до рабочей температуры применяются цепи подогрева (накала).

Для увеличения экономичности и понижения рабочей температуры применяются активированные катоды. На поверхность таких катодов наносят слой активных металлов (например, бария). Активированный слой создает ускоряющее поле ( 14.4) и потенциал выхода уменьшается. Экономичность бариевых катодов // = 50Ч-150 мА/Вт при рабочей температуре порядка 800—900 К.

Для измерения температуры применяются также полупроводниковые терморезисторы (термисторы) различных типов (например, ММТ-1, ММТ-4, КМТ-1, КМТ-4, КМТ-8, ММТ-8, ММТ-13). Термисторы характеризуются большей чувствительностью (ТКС термисторов отрицательный и в 10—15 раз превышает ТКС меди и платины) и имеют более высокие номиналы сопротивлений (до 1 ЛЮм) пр~и весьма малых размерах.

Для измерения температуры применяются как проводниковые, так и полупроводниковые терморезисторы, которые являются составной частью приборов, называемых термометрами сопротивления.

Температурные компенсационные устройства. Для сохранения установленной величины осевого зазора в 'подшипниковых опорах, 'который может изменяться в процессе работы под действием колебания температуры, применяются компенсационные устройства в виде пружинных шайб, пружин и т. п. Такие шайбы и пружины изготовляются из стали '.( 39, б, в).

Датчики электронных информационных систем. Применение электроники позволяет расширить класс датчиков, применяемых в информационных системах. Для измерения температуры нашли применение термопары, которые представляют собой соединение двух разнородных металлических проводов, главным образом из меди и кон-стантана, хромель-алюмеля, хромель-копеля. Поскольку термопара является маломощным источником ЭДС, точность ее показаний может быть обеспечена только в комплекте с высокоомным приемником, практически не потребляющим тока из входной цепи. Для измерения температуры применяются также интегральные датчики, в которых в качестве измеряемой величины используется напряжение перехода база—эмиттер кремниевого транзистора, которое в значительной мере зависит

Сопротивление обмотки зависит от ее температуры, поэтому имеет большое значение правильное определение температуры обмотки. Для измерения температуры применяются заложенные температурные индикаторы или встраиваемые термометры или температурные индикаторы.

Термометры сопротивления относятся к одним из наиболее точных преобразователей температуры. В частности, платиновые термометры сопротивления позволяют измерять температуру с погрешностью 0,00ГС. Для измерения температуры применяются металлы, обладающие высокостабильным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) и линейной зависимостью сопротивления от температуры. К таким материалам относятся платина и медь.

Для точных измерений температуры применяются дифференциальные термопары [1], у которых один спай термостатирован при известной температуре, а второй - используется для измерения неизвестной температуры.

Измерение температуры. Температура — физическая величина, определяемая как параметр состояния термодинамического равновесия микроскопических систем. Температура - величина экстенсивная, т.е. измеряемая косвенным образом в результате преобразования ее в какую-либо интенсивную (непосредственно измеряемую) величину, например, электрический ток. Методы измерения температуры принято делить на две большие группы - контактные и бесконтактные, которые в свою очередь подразделяются по физическим эффектам, положенным в основу принципа их действия. Для измерения температуры применяются контактные и бесконтактные методы. Контактное измерение температуры осуществляется с помощью жидкостных и манометрических термометров, термопар, термометров сопротивления, термоиндикаторов.

Для измерения температуры применяются контактные и бесконтактные методы. Контактное измерение температуры осуществляется с помощью жидкостных и манометрических термометров, термопар, термометров сопротивления, термоиндикаторов. Бесконтактные методы теплового контроля основаны на использовании инфракрасного излучения, испускаемого всеми нагретыми телами. Инфракрасное излучение занимает широкий диапазон длин волн от 0,76 до 1000 мкм. Спектр, мощность и пространственные характеристики этого излучения зависят от температуры тела и его излучательной способности, обусловленной, в основном, его материалом и микроструктурными характеристиками излучающей поверхности. При повышении температуры мощность излучения быстро растет, а ее максимум сдвигается в область более коротких длин волн. По характеру получения информации различают пирометры для локального измерения температуры в данной точке объекта и пирометры для анализа температурных полей - тепловизоры. По принципу действия различают яркостные, цветовые и радиационные пирометры. Принцип действия яркостных пирометров основан на зависимости спектральной яркости нагретых тел от температуры, описываемой законами Планка и Вина. Действие цветовых пирометров основано на сравнении интенсивности излучения объекта в двух спектральных диапазонах. Логарифм их отношения обратно пропорционален цветовой температуре объекта. Действие радиационных пирометров основано на использовании закона Стефана-

Для точных измерений температуры применяются дифференциальные термопары, у которых один спай термостатирован при известной температуре, вторым измеряется неизвестная температура ( IX. 1). В - промышленности, как правило, измерения температуры