Термометры сопротивления

Измерение температуры термосопротивлениями основано на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Свойство это характеризуется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), величина которого определяется уравнением

α = (R₁₀₀ –R₀)/R₀*100, 1/град

Величина α показывает, во сколько раз увеличивается сопротивление проводника при повышении его температуры на один градус.

Для большинства чистых металлов коэффициент положителен и приблизительно равен для железа – 0,004 1/град; для никеля - 0,0064 1/град; Некоторые сплавы имеют очень маленький ТКС манганин 0, 6*10^-5 1/град (сплав медь+никель+марганец)

Вид функции R = f(t) зависит от природы материала. Для изготовления чувствительных элементов серийных термосопротивлений применяются чистые металлы, к которым предъявляются следующие требования:

а) металл не должен окисляться или вступать в химические реакции с измеряемой средой;

б) температурный коэффициент электрического сопротивления металла a должен быть достаточно большим и неизменным;

в) функция R = f(t) должна быть однозначна.

Наиболее полно указанным требованиям отвечают: платина, медь, никель, железо и др.

Основной недостаток термосопротивлений: большая инерционность (до 10 мин.).

Для измерения температуры наиболее часто применяются термосопротивления типов ТСП (платиновые) и ТСМ (медные).

Методы измерения сопротивления (СРС):

1. Схема логометра

2. Схема уравновешенного моста

3. Трёхпроводная схема

4. Схема автоматического уравновешенного моста

5. Схема неуравновешенного моста.

Полупроводниковые терморезисторы (термисторы), по сравнению с металлическими, обладают более высокой чувствительностью.

Они имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Полупроводниковые терморезисторы при весьма малых размерах имеют высокие значения сопротивления (до 1 МОм). Для измерения температуры наиболее распространены полупроводниковые терморезисторы типов КМТ (смесь окислов кобальта и марганца) и ММТ (смесь окислов меди и

марганца).

Термисторы имеют нелинейную градуировочную характеристику, которая описывается следующей формулой

К = A * e^B/T

Где T – абсолютная температура; А- коэффициент, имеющий размерность сопротивления; В – коэффициент, имеющий размерность температуры.

Серьёзным недостатком термисторов, не позволяющим с достаточной точностью нормировать их характеристики при серийном производстве, является плохая воспроизводимость характеристик (значительное отличие характеристик одного экземпляра от другого).

Полупроводниковые датчики температуры обладают высокой стабильностью характеристик во времени и применяются для измерения температур в диапазоне от -100 до 200 °С.

Чаще всего в качестве полупроводника используются окислы металлов: железа Fe, хрома Сг, марганца Мп, кобальта Со и никеля Ni.

Дата добавления: 2014-12-10