съпротивителни термометри
Съпротивителни термометри са широко използвани за измерване на температури в интервала от -260 до 750S. В някои случаи те могат да бъдат използвани за измерване на температура до 1000 ° С.
При използване както на чисти метали и редица полупроводници като материал за съпротивителни термометри.
резистентност действие термометри въз основа на собственост на проводници и полупроводници променят електрическо съпротивление с промяна на тяхната температура на околната среда.
Известно е, че температурния коефициент на електрическото съпротивление на метали положителни (съпротивление се увеличава с повишаване на температурата), и полупроводникови - отрицателен (съпротивление намалява с повишаване на температурата). Това се обяснява с разликата в тяхната молекулна структура. Електрическото съпротивление на металните увеличава с температура поради повишена разсейване на електрони от страна на гънки на кристалната решетка, термични вибрациите, причинени от увеличаване на йони около техни равновесни позиции. Броят на превозвачите - проводни електроните - много голям и не зависи от температурата. В полупроводници с повишаване на температурата, броят на проводимост (носители) на електрони се увеличава рязко, така че електрическото съпротивление рязко намалява.
измерване на температурата се използва електрически термометри съпротивлението се намалява до измерване на активното RTD, което обикновено се извършва чрез измерване на ток в електрическата верига. измервателна верига се състои от три елемента: съпротивителен термометър, електрически устройства за захранване и ток.
Метални съпротивителни термометри са най-разпространените са чувствителен елемент под формата на (диаметър 0.05 mm) тънък на раната тел 2 около слюда плоча 1 (или пластмасов цилиндър) и се поставят в защитно покритие 3 (фиг. 2.1). тел произведен главно чист платина или мед. Съответно се прави разлика платина съпротивителни термометри (TSP) и меден съпротивителни термометри (SCI).
В чисти метали резистентност голяма от тази на сплави, обаче чисти метали се използват за производството на RTD.
За метал RTD RTD и TSM стандарт за калибриране маса стандартизиран калибриране, която може да се определи с помощта на измерената стойност на температурата на съпротивлението термометър му среда и обратно, за да се определи устойчивостта термометър за различни стойности на температурата.
Metal съпротивителни термометри имат следните предимства: висока точност, възможност за използване на пакета включва инструменти с стандартни таблици, взаимозаменяемост, способността да се централизира контрол на температурата чрез добавяне на няколко взаимозаменяеми ИТР чрез преминаването към единен измервателен уред, възможността да ги използвате с информация компютърните системи.
Смеси от различни полупроводникови материали, използвани за производство на полупроводникови елементи чувствителни термометри резистентност (температурен коефициент): оксиди на мед и манган, кобалт и манганови оксиди, титанов диоксид и магнезиев оксид, и т.н. за измерване на ниска температура използва резистентност германий термометъра.
Елементът за наблюдение термистор са направени от различна форма. Най-честата форма под формата на малък цилиндър, прът, миене и гранули. За да се предпази от възможно механични повреди и вредното въздействие на околната среда, чиято температура се измерва, чувствителния елемент е покрит с емайл, се поставя в защитен калъф.
Фиг. 2.2 и съдържа полупроводникова термистор чувствителен елемент, който е във формата на малък цилиндричен прът 8 покрити с емайл боя и метално фолио на 3, с контактни капачки 2, 4, и терминали 1, 5. извън термистор защитно покритие 7, горната част на който има стъкло изолатор 6.
Фиг. 2.2б показва термистор, чийто чувствителен елемент 1 е изработен като диаметър топка от 0.5 mm, защитеният стъкло пакет 4. В топка монтирани платинови електроди 2 свързани към клемите 3.
За търговски достъпни полупроводникови термистори (MFR) зависимостта на устойчивост на температура не превишава 100 ° С, се получава от:
,
при което - термометър устойчивост при температура Т изразена в Келвин; А, В и б - постоянни коефициенти в зависимост от материала и изграждане на термометъра.
Предимствата на термометрите съпротива полупроводникови са: висока чувствителност, което е около един порядък по-висока от чувствителността на метал съпротивителни термометри; ниска инерция, което е съществено за изследване на преходни термични процеси; голямо съпротивление (от няколко стотици килоома), не позволява счита при измерване на промяната на температурата на съпротивлението на свързващите проводници При промяна на температурата на околната среда.
Въпреки това, полупроводникови термистори имат редица съществени недостатъци, които възпрепятстват широкото им на работното място. Това главно се отнася голяма промяна на температурата дори в рамките на един и същи тип (значително различни стойности номинално съпротивление и температурни коефициенти за термометри от същия тип). Това елиминира взаимозаменяемостта и възможността за получаване на една маса калибриране за определен тип полупроводникови термистори. Всяка например на термистора за измерване на температурата и сигнализация трябва да се калибрира индивидуално. Други недостатъци включват нелинейност на електрическо съпротивление в сравнение с температура и ниско разсейване допустимата мощност по време на преминаването на измервателен ток.
При измерване на температура в промишлена среда електрически съпротивителни термометри, използвани в ratiometer пълни, балансиран мост и автоматични компенсационни устройства. Трябва да се има предвид, че тези устройства са снабдени с скала, калибрирана в градуса по Целзий, което е валидно само за определено съпротивление калибриране термометър и зададената стойност на съпротивление на проводника, свързващи термометъра с измервателен уред.
Помислете веригата на автоматичния балансиран моста.
Автоматични балансирани мостове са технически клас високо прецизни инструменти. Те проявяват показването и използване на запис или запис на диска или на таблицата на лентата. Устройствата с диаграма ленти, използвани за измерване и записване на температурата в една точка (една точка) или няколко точки (многоточково). Устройствата с кръгова диаграма произведени само singletons. Scale автоматичен баланс на мост се дипломира в градуси по Целзий с посочване на неговия принадлежност към определена съпротивителен термометър калибриране.
Според устройството автоматично балансиран мост различен от потенциометър веригата само измерване верига. Фиг. 2.3 схематична диаграма, дадена автоматично базирана мост. измервателната схема включва; R1, R2 и R3 - резистори, които трите клона на веригата на мост, четвъртата рамо образува съпротивление термометър - slidewire - шунт слайд проводник, който служи за монтиране soprotivleniyado предварително определен нормализирана стойност, - резистор за определяне на обхвата на измерване, - допълнително съпротивление за регулиране на първоначалната стойност на скалата - баласт резистор в захранващата верига за ограничаване на текущите; - резистори за регулиране на съпротивлението линия до определена стойност. T0 - на колектора; С1 и С2 - кондензатори създават желания фазовото изместване (90) между магнитен поток и възбуждане намотка и напрежение контрол намотка изисква за навиване възбуждане; С3 - кондензатор свързан паралелно с контрола намотка обратим мотор, шунтове да компенсира за индуктивен компонент на тока в тази намотка; DM - двигател за преместване апарат лента печат на превоз или диаграма. Всички резистори са направени от Манганови тел, следователно, температурни промени не засягат съпротивителните стойности на тези резистори.
Устойчивост термометър свързан с мост схема за tehprovodnoy.
измерване на температура и запис са направени по следния начин. промяна резистентност термистор дисбаланси веригата мост, и диагонал AB грешка мост напрежение възниква, който се прилага към входния трансформатора, и след това се усилва до стойност, достатъчна за задействане на обратима мотор RD. изходна шахта се върти и в двете посоки в зависимост от знака на сигнал за грешка и се движи курсора Slidewire стилус SP на. За постигането на равновесие на мост верига на вторичния вал на двигателя се спира, и двигател Slidewire, указател и записващо устройство писалката заемат позицията, отговаряща на измерената термометър устойчивост и следователно температурата на измервания обект.
Мост верига е показано на фигура 2.2, е в равновесие с условието
,
при което - намалена устойчивост част Slidewire наляво двигател к - намалена устойчивост площ Slidewire полето двигател А.
Автоматично балансиран мост настроен допустимата основна грешка, изразен като процент от координатните стойност. Това е 0.25 ili0,5.
Вътрешният индустрия произвежда следните основни видове автоматични балансиран мост: показване KPM1 и KVM1; и, показващ лентово запис KSM1 и KSM2 KSM4; показване и записване с кръгова диаграма KSM3. Тези устройства имат допълнителни сигнални и контролни устройства и могат да бъдат използвани за сигнализация и контрол на температурата системи.