Терморезистивных преобразователей

13.5. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ТЕРМОРЕЗИСТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТЕМПЕРАТУРЫ

Терморезистивные преобразователи. Терморезистивные преобразователи температуры (ГОСТ 6651—78 именует их термопреобразователями сопротивления) бывают двух основных разновидностей: с платиновым: (ТСП) и медным (ТСМ) чувствительными элементами и предназначены для преобразований температуры в диапазоне —200...+1100° С (табл. 13.5).

Кроме погружаемых выпускаются также терморезистивные преобразователи температуры специального назначения, например для измерения температуры поверхности вращающихся объектов и др.

В настоящее время широкое распространение получили полупроводниковые терморезистивные преобразователи температуры [78]. Термочувствительный полупроводниковый элемент / таких преобразователей

13.7. Полупроводниковые терморезистивные преобразователи температуры.

13.5. Термоэлектрические и Терморезистивные преобразователи температуры ...... 236

4. Тепловые преобразователи. В основу принципа работы тепловых преобразователей положены физические закономерности, определяемые тепловыми и связанными с ними другими процессами. Тепловые преобразователи в основном преобразователи температуры. Однако они широко используются для преобразования других неэлектрических величин, которые функционально связаны с тепловыми процессами. Чаще всего используются термоэлектрические и терморезистивные преобразователи.

Терморезистивные преобразователи. Принцип действия терморе-зистивных преобразователей основан на использовании свойства проводников или полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры.

Терморезистивные преобразователи температуры (ГОСТ 6651 — 78. «Термопреобразователи сопротивления ГСП. Общие технические условия») бывают двух основных разновидностей: с платиновым (ТСП) и медным (ТСМ) чувствительным элементами и предназначены для преобразования температуры в диапазоне — 200. .. + 1 100 °С (табл. 20.2).

20.13. Полупроводниковые терморезистивные преобразователи температуры

Кроме погружаемых, выпускаются также терморезистивные преобразователи температуры специального назначения, например для измерения температуры поверхности вращающихся объектов.

Принцип действия терморезистивных преобразователей основан на свойстве проводников или полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Для преобразований температуры используют материалы, обладающие высокой стабильностью ТКС, высокой воспроизводимостью электрического сопротивления для данной температуры, значительным удельным электрическим сопротивлением и высоким ТКС, стабильностью химических и физических свойств при нагревании, инертностью к воздействию исследуемой среды.

Таблица 13.2. Некоторые физические свойства материалов терморезистивных преобразователей (при 20° С)

Таблица 13.5. Основные типы терморезистивных преобразователей и диапазоны преобразуемых температур

13.4. Конструкции чувствительных элементов терморезистивных преобразователей температуры.

На 13.5 показаны две конструктивные разновидности погружаемых терморезистивных преобразователей температуры. В приведенных конструкциях для защиты от влияния внешних механических воздействий чувствительный элемент 1 помещен в защитную арматуру 2 (обычно из нержавеющей стали). Для крепления датчика на объекте исследования предусмотрен подвижный или неподвижный штуцер 3. Выводы чувствительного элемента вынесены на контактную колодку головки датчика 4 ( 13.5, а), а в преобразователях без головки ( 13.5, б) они имеют соответствующую заделку и заканчиваются обычно наконечниками.

Основными источниками погрешностей терморезистивных преобразователей температуры являются неточность подгонки R0 и отклонение W100 от номинального, а также нестабильность этих параметров во времени. Относительные погрешности терморезистивных преобразователей (в %), обусловленные неточностью подгонки /?„ и отклонением Wleo от номинального значения, определяются выражениями

Нестабильность терморезистивных преобразователей объясняется изменением значений /?0 и W100 вследствие загрязнения чувствительного элемента конструкционными материалами. Погрешности, возникающие за счет изменения R0 и W1W), имеют разные знаки, поэтому имеет место их частичная компенсация.

В качестве материала нити терморезистивных преобразователей используют платину, никель, вольфрам. Температура нити обычно равна 200...800° С. В преобразователях с термопарой нагревательный элемент выполняют из нихрома, а термопара обычно хромель-копе-левая.

13.7. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ТЕРМОРЕЗИСТИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

13.10. Измерительные цепи терморезистивных преобразователей.

Для измерений выходных сопротивлений терморезистивных преобразователей широко используют логометрические и мостовые измерительные цепи. Для уменьшения влияния на результат измерения сопротивления соединительных проводов в логометрической схеме ( 13.10, а) применяют трехпроводное подключение терморезистивного преобразователя к логометру. Сопротивление линии Ra3 в этой схеме включено последовательно с источником питания и не влияет на результат измерения, а сопротивления Rni и Rnz — последовательно с соответствующими сопротивлениями параллельных цепей логометра, что значительно уменьшает их влияние на показания последнего.