Сравните металлический и полупроводниковый термометры – Лабораторная работа №8 исследование характеристик металлических и полупроводниковых терморезисторов

Полупроводниковые термометры сопротивления — Энциклопедия по машиностроению XXL

Температурная зависимость удельного сопротивления полупроводника, в который добавлено небольшое количество примеси, показана на рис. 5.7 [12]. На практике в полупроводнике всегда присутствуют как донорные, так и акцепторные примеси, и разработчик полупроводниковых термометров сопротивления может лишь выбирать соотношение между теми и другими. Для описания процессов проводимости рассмотрим германий, содержащий донорные атомы мышьяка в концентрации N(1 и какие-либо акцепторные атомы в концентрации Л а-На рис. 5.7 можно выделить четыре температурных диапазона, в каждом из которых преобладает какой-либо один механизм проводимости». В высокотемпературном диапазоне [I] проводимость обусловлена главным образом электронами, термически возбужденными из валентной зоны в зону проводимости согласно уравнению (5.8), поскольку все примесные атомы давно уже ионизованы. Это область собственной проводимости для германия она начинается чуть выше 400 К. Этот диапазон не представляет особого интереса для германиевых термометров сопротивления.  [c.198]
Вместе с тем исследования последних лет показали, что для изготовления термометров сопротивления могут быть использованы некоторые полупроводники, так как их температурный коэффициент электрического сопротивления оказался на порядок выше, чем у чистых металлов, поэтому в настоящее время полупроводниковые термометры сопротивления находят применение при измерении низких температур (1,3… 400 К).  
[c.31]

Термометры сопротивления, изготовленные из полупроводниковых материалов, применяют как образцовые средства измерения температур в интервале от 1,5 до 273,15 К. Эти приборы имеют доверительную погрешность Д=0,01 К (при доверительной вероятности Р=0,95) в интервале от 1,5 до 13,81 К и Д—0,05 К в интервале от 13,81 до 273,15 К. Полупроводниковые термометры сопротивления являются рабочими средствами измерения температуры в интервале от 1,5 до 573 К и имеют предел допускаемой погрешности 0,1—2,0 К.  

[c.112]

Основные параметры полупроводниковых термометров сопротивления  [c.124]

Установка УНС-20 состоит из криостата с вакуумируемым и азотными экранами и рабочей камеры, внутри которой монтируют образец с вкладышем. Образец сначала охлаждают жидким азотом, затем до температуры —200 °С жидким гелием и его холодными парами. В полость под образец заливают жидкий гелий, с помощью которого производится нагружение. Установка укомплектована автоматизированной системой измерения деформаций, температур и давлений. Для контроля температур используют миниатюрные полупроводниковые термометры сопротивления. Деформации измеряют упругими скобами с наклеенными на них тензорезисторами.  [c.75]

Нестабильность термометров сопротивления обычно менее 0,05 С. Зависимость сопротивления т. тер полупроводникового термометра сопротивления (термистора) нелинейна и выражается формулой  

[c.61]

Пластинчатые (плоские) термоприемники выполняют обычно в впде металлических и полупроводниковых термометров сопротивления. Иногда такое конструктивное оформление придают  [c.66]

Источниками погрешностей при измерении температуры с помощью металлических или полупроводниковых термометров сопротивления являются  [c.55]

Как уже отмечалось, показания термоанемометра зависят не только от. скорости, но и от температуры движущейся жидкости. Поэтому для точного контроля температуры при измерениях скорости потока с помощью термоанемометра был специально изготовлен малоинерционный полупроводниковый термометр сопротивления (рис. 67). В качестве чувствительного элемента термометра использован терморезистор СТЗ-18, конструкция же датчика аналогична показанной на рис. 65, а. Терморезистор включен в неуравновешенную мостовую схему, обеспечивающую максимально возможную чувствительность и минимальное отклонение от линейности шкалы с учетом допустимой мощности рассеивания. Мост находится в равновесии в точке, соответствующей началу интервала измерения температуры.  

[c.97]


То же Полупроводниковые термометры сопротивления ( термисторы , терморезисторы ) -90 180  [c.211]

Действие термометров сопротивления основано на использовании зависимости электрического сопротивления вещества от температуры. Стандартизованы термометры сопротивления платиновые ТСП и медные тем (ГОСТ 6651-59). Изготовляются полупроводниковые термометры сопротивления  [c.213]

Полупроводниковые термометры сопротивления ПТС (термисторы или терморезисторы) изготавливают с чувствительными элементами из термически обработанных смесей окислов меди, марганца, магния, никеля, кобальта и других металлов, обладающих свойствами полупроводников. Чув-  
[c.216]

Для неармированных термопар и малогабаритных ( точечных ) полупроводниковых термометров сопротивления общая погрешность измерения температуры при нестационарных тепловых воздействиях может быть оценена по приближенному уравнению  [c.256]

Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы) по сравнению с металлическими имеют ряд преимуществ меньшие размеры, значительно больший ( в 10 раз) температурный коэффициент электросопротивления высокую чувствительность и малую инерционность. Срок службы термисторов составляет от 3000 до 10 000 ч.  [c.427]

В третьей главе описаны термометры сопротивления. Рассмотрены вопросы, которые имеют отношение к использованию этих приборов в калориметрии устройство образцовых и калориметрических термометров сопротивления, методы измерения сопротивления термометров и расчета температуры. Материал иллюстрирован рядом примеров. Отдельно рассмотрены полупроводниковые термометры сопротивления и некоторые специфические особенности использования термометров сопротивления в калориметрических работах.  

[c.5]

Применение полупроводниковых термометров сопротивления — термисторов описано в 5 настоящей главы.  [c.87]

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ  [c.126]

Полупроводниковые термометры сопротивления под названием термисторов широко применяют в технике. С их помощью контролируют температуру в большом числе точек, причем показания ее могут быть получены на приборах, установленных в одном пункте. При таком контроле температур в помещениях с помощью термисторов можно поддерживать температуру на желаемом уровне, включая и выключая нагревательные приборы, когда заданный уровень температуры отклоняется от нормы. Работают они при температурах до 300° С (573° К). Термисторы могут выполнять функции ограничителя времени. Для этого последовательно с полупроводниковым термосопротивлением включается то или иное активное электросопротивление. В результате в сети получается возрастающий со временем ток, так как ток разогревает полупроводник и повышает его электропроводность, следовательно, повышается и величина тока в цепи. По мере разогрева полупроводника сопротивление падает, а ток повышается еще в большей степени. Параллельно с ростом температуры увеличиваются и потери тепла в окружающую среду до тех пор, пока они не сравняются с теплотой, выделяемой током тогда будет достигнута равновесная температура, которую полупроводник и будет сохранять, пока к нему приложена данная разность потенциалов.  

[c.155]

Полупроводниковые термометры сопротивления обладают нелинейной зависимостью сопротивления от температуры, приближенно подчиняющейся экспоненциальному закону  [c.201]

Полупроводниковый Термометр сопротивления, чувствительный термометр элемент которого вьшолнен из полупровод-  [c.31]

Полупроводниковый термометр сопротивления, чувствительный элемент которого выполнен из германия, называют германиевым.  [c.31]

Для измерения температур до 153 К (—120 °С) применяют жидкостно-стеклянные термометры, ниже 153 К используют металлические и полупроводниковые термометры сопротивления и термопары. Измерение деформации при низких температурах производят с помощью тензодатчиков сопротивления.  

[c.85]

Серийные электронные автоматические уравновешенные мосты могут быть использованы для измерения температуры с полупроводниковыми термометрами сопротивления. В этом случае вследствие большой разницы в характеристиках металлических и полупроводниковых термосопротивлений измерительная схема моста должна быть пересчитана.  [c.118]

Полупроводниковые термометры сопротивления, как показывает практика их применения, могут быть использованы для измерения температуры от 1,3 до 400 К- В практике технологического контроля они по сравнению с металлическими находят меньшее применение, так как требуют индивидуальной градуировки-. Для точных измерений сопротивления термометров в лабораторных условиях применяют потенциометры и мосты. Тип и класс точности указанных средств измерения выбирают в зависимости от требований к точности измерения сопротивления термометра, а вместе с тем и температуры.  

[c.189]

Следует отметить, что рассматриваемые ниже полупроводниковые термометры сопротивления для измерения температуры на электростанциях в настоящее время не применяются.  [c.205]

Полупроводниковые термометры сопротивления нашли также применение в системах температурной сигнализации.  [c.207]

В лабораторной практике все более широкое применение находят полупроводниковые термометры сопротивления — терморезисторы. Их основная особенность —высокие значения температурного коэффициента сопротивления (ТКС), определяемого как относительное приращение сопротивления (в процентах) при изменении температуры на I °С. Для так называемых отрицательных терморезисторов ТКССО и составляет примерно —2,4ч—8,4%/К. Для другой группы ТКС>0 и в узком интервале температур (примерно равном 5 К) может достигать 50%/К. Минимальные размеры терморезисторов могут достигать нескольких микрометров.  

[c.116]

Действие термометров сопротивления основано на свойстве металлов увеличивать свое электрическое сопротивление при нагревании. Для изготовления термочувствительных элементов термометров сопротивления используют металлы, имеющие больпюй коэффициент сопротивления а платину, медь, никель, железо. Термометры сопротивления имеют значительные габариты, что не позволяет устанавливать их в небольших по размеру образцах. Более совершенны полупроводниковые термометры сопротивления, они характеризуются малой термической инерционностью и пригодны для быстро изменяющихся температур.  [c.213]

Температуру измеряют медь-кон-стантановыми или хромель-алюмеле-выми термопарами, надежно работающими в интервале температур от —200 С соответственно до 350 и 1100°С. Температуры ниже —200 °С контролируют специальными полупроводниковыми термометрами сопротивления.  

[c.71]

Чувствительный элемент термопар и бусинковых полупроводниковых терморезисторов сосредоточен в точке х — О, что соответствует температуре t (О, %), Для металлических или полупроводниковых термометров сопротивления, а также манометрических термометров, чувствительный элемент которых расположен на некоторой длине I, происходит осреднение температуры на этом участке и измеряется средняя температура  [c.61]

Для улучшения линейности шкалы полупроводниковых термометров сопротивления прибегают к комбинированию терморезисторов с термонезависимыми  [c.202]

Полупроводниковый термометр сопротивления, чувствительный элемент которого выполнен из окиси (окисей) металла, называют термисторным. Обьи-но в качестве чувствительного элемента такого термометра используют обьиные серийно выпускаемые термисторы.  

[c.31]

Для замера температуры применяют платиновые термометры сопротивления, хромель-алюмелевые ТХА и хромель-копелевые ТХК термометры и щупы с поверхностным полупроводниковым термометром сопротивления КТМ-4. Запись температур ведется с помощью электронных автоматических потенциометров ЭПП-09-МЗ и ЭРМ-209-МЗ. Замеряют температуру воды не менее чем в двух точках секции.  [c.131]

Наиболее чувствительными являются полупроводниковые термометры сопротивления. Их изготовляют в форме пластинок и сфер малого диаметра. Как правило, чувствительный элемент остеклован для защиты от влияния среды. По сравнению с ТСП и ТСМ их габариты существенно меньше (й = 1. .. 7 мм, 1 = 1… 13 мм).  [c.535]

Терморезисторы — полупроводниковые термометры сопротивления. Для изготовления ЧЭ полупроводниковых термометров ПТС (терморезисторов), используемых для измерения температуры от —100 до 300°С и выше, применяют смеси различных полупроводниковых веществ. Форма и виды изготовляемых ЧЭ весьма разнообразны. Наиболее распространенными видами ЧЭ ПТС являются цилиндрические, шайбовые и бусинковые. Для предохранения от возможных механических повреждений и воздействия среды, температура которой измеряется термометром, ЧЭ в зависимости от  [c.204]

Погрешность измерения температуры данной среды с помощью полупроводниковых термометров сопротивления (без учета погрешности измерительного прибора) зависит в основном от нестабиль-  [c.205]


Термометры сопротивления

Термометры сопротивления широко применяют для измерения температуры в интервале от –260 до 750С. В отдельных случаях они могут быть использованы для измерения температур до 1000С.

В качестве материала для изготовления термометров сопротивления используются как чистые металлы, так и ряд полупроводников.

Действие термометров сопротивления основано на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры окружающей их среды.

Известно, что температурный коэффициент электрического сопротивления металлов положительный (сопротивление возрастает при повышении температуры), а полупроводников – отрицательный (сопротивление уменьшается при повышении температуры). Это объясняется различием в их молекулярном строении. Электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры в связи с возрастающим рассеянием электронов на неоднородностях кристаллической решетки, обусловленным увеличением тепловых колебаний ионов вокруг своих положений равновесия. Число носителей тока – электронов проводимости – очень велико и не зависит от температуры. У полупроводников с увеличением температуры резко возрастает число электронов проводимости (носителей тока), поэтому электрическое сопротивление резко уменьшается.

Измерение температуры с помощью электрических термометров сопротивления сводится к измерению активного сопротивления термометра, что обычно осуществляется измерением тока в цепи. Измерительная схема состоит из трех элементов: термометра сопротивления, электроизмерительного прибора для тока и источника питания.

Металлические термометры сопротивления получившие наибольшее распространение, имеют чувствительный элемент в виде тонкой (диаметром 0,05 мм) проволоки 2, намотанной на слюдяную пластину 1 (или пластмассовый цилиндр) и помещенный в защитный чехол 3 (рис. 2.1). проволоку изготовляют в основном из чистых платины или меди. В соответствии с этим различают термометры сопротивления платиновые (ТСП) и термометры сопротивления медные (ТСМ).

У чистых металлов сопротивление больше, чем у сплавов, поэтому для изготовления термометров сопротивления используют чистые металлы.

Для металлических термометров сопротивления ТСП и ТСМ стандартных градуировок стандартизованы градуировочные таблицы, пользуясь которыми можно определить по измеренному значению сопротивления термометра температуру окружающей его среды и, наоборот, определить сопротивление термометра для различных значений температуры.

Металлические термометры сопротивления имеют следующие достоинства: высокую точность измерения, возможность использования в комплекте с ним измерительных приборов со стандартными шкалами, взаимозаменяемость, возможность централизации контроля температуры путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления через переключатель к одному измерительному прибору, возможность использования их с информационно вычислительными системами.

Для изготовления чувствительных элементов полупроводниковых термометров сопротивления (терморезисторов) применяют смеси различных полупроводниковых веществ: окислов меди и марганца, окислов кобальта и марганца, двуокиси титана и окисла магния и т.д. для измерения низких температур используется германиевый термометр сопротивления.

Чувствительный элемент терморезисторов изготовляют различной формы. Наиболее распространены формы в виде небольшого цилиндра, стержня, шайбы и бусинки. Для предохранения от возможных механических повреждений и вредного воздействия среды, температура которой измеряется, чувствительный элемент покрывают эмалью, помещают в защитный чехол.

На рис. 2.2 а представлен полупроводниковый терморезистор, чувствительный элемент которого выполнен в виде небольшого цилиндрического стержня 8, покрытого эмалевой краской и металлической фольгой 3, с контактными колпачками 2, 4 и выводами 1, 5. снаружи терморезистор защищен чехлом 7, в верхней части которого имеется стеклянный изолятор 6.

На рис. 2.2, б показан терморезистор, у которого чувствительный элемент 1 выполнен в виде шарика диаметром 0,5 мм, защищенного стеклянной оболочкой 4. В шарик вмонтированы платиновые электроды 2, соединенные с выводами 3.

Для выпускаемых промышленностью полупроводниковых терморезисторов (ПТР) зависимость их сопротивления от температуры, не превышающей 100С, определяется по формуле:

,

где — сопротивление термометра при температуре Т, выраженной в кельвинах; А, В иb – постоянные коэффициенты, зависящие от материала термометра и его конструкции.

К достоинствам полупроводниковых термометров сопротивления относятся: большая чувствительность, которая примерно на порядок выше чувствительности металлических термометров сопротивления; малая инерционность, что имеет существенное значение для исследования нестационарных тепловых процессов; большое сопротивление (от единиц до сотен килоом), позволяющее не учитывать при измерении температуры изменение сопротивления соединительных проводов при изменении температуры окружающей среды.

Однако полупроводниковые терморезисторы имеют и ряд существенных недостатков, препятствующих широкому распространению их на производстве. К ним в первую очередь относится большой разброс температурных даже внутри одного и того же типа (значительно отличаются номинальные значения сопротивлений и температурные коэффициенты для термометров одного и того же типа). Это исключает взаимозаменяемость и возможность получения градуировочной таблицы для определенного типа полупроводниковых терморезисторов. Каждый экземпляр терморезистора, предназначенный для измерения и сигнализации температуры, необходимо градуировать индивидуально. К другим недостаткам относятся нелинейность зависимости электрического сопротивления от температуры и малая допустимая мощность рассеивания при прохождении измерительного тока.

При измерении температуры в промышленных условиях электрические термометры сопротивления применяют в комплекте с логометрами, автоматическими уравновешенными мостами и автоматическими компенсационными приборами. При этом необходимо иметь в виду, что эти приборы снабжают шкалой, отградуированной в градусах Цельсия, которая действительна только для определенной градуировки термометра сопротивления и заданного значения сопротивления проводов, соединяющих термометр с измерительным прибором.

Рассмотрим схему работы автоматического уравновешенного моста.

Автоматические уравновешенные мосты являются техническими приборами высокого класса точности. Они бывают показывающими, показывающими и самопишущими с записью или на дисковой, или на ленточной диаграмме. Приборы с ленточной диаграммой служат для измерения и записи температуры в одной точке (одноточечные) или в нескольких точках (многоточечные). Приборы с дисковой диаграммой изготавливаются только одноточечными. Шкала автоматических уравновешивающих мостов градуирована в градусах Цельсия с указанием её принадлежности к определенной градуировке термометра сопротивления.

По устройству автоматические уравновешенные мосты отличаются от автоматических потенциометров только измерительной схемой. На рис. 2.3 дана принципиальная схема автоматического уравновешенного моста. В измерительную схему входят; R1, R2 и R3 – резисторы, образующие три плеча мостовой схемы, четвертое плечо образовано сопротивлением термометра;— реохорд;— шунт реохорда, служащий для подгонки сопротивлениядо заданного нормированного значения;— резистор для установки диапазона измерения;— добавочный резистор для подгонки начального значения шкалы;— балластный резистор в цепи питания для ограничения тока;— резисторы для подгонки сопротивления линии до определенного значения. Т0 – токоотвод; С1 и С2 – конденсаторы создающие необходимый фазовый сдвиг (90) между магнитными потоками обмотки возбуждения и управляющей обмотки и необходимое напряжение на обмотке возбуждения; С3 – конденсатор, включенный параллельно управляющей обмотке реверсивного двигателя, шунтирует её для компенсации индуктивной составляющей тока в этой обмотке; СД – двигатель для перемещения диаграммной ленты или каретки печатающего устройства. Все резисторы изготавливаются из манганиновой проволоки, следовательно, колебания температуры воздуха не влияют на значения сопротивлений этих резисторов.

Термометр сопротивления подключен к мосту по техпроводной схеме.

Измерение и запись температуры производятся следующим образом. Изменение сопротивления терморезистора нарушает равновесие мостовой схемы, и в диагонали АВ моста возникает напряжение рассогласования, которое поступает на входной трансформатор, затем усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя РД. Выходной вал двигателя, вращаясь в ту или иную сторону в зависимости от знака сигнала рассогласования, перемещает движок реохорда и перо самописца СП. При достижения равновесия мостовой схемы выходной вал двигателя останавливается, а движок реохорда, указатель и перо самописца занимают положение, соответствующее измеряемому сопротивлению термометра, а следовательно, температуре измеряемого объекта.

Мостовая схема, изображенная на рис 2.2, будет в состоянии равновесия при условии

,

где — приведенное сопротивление участка реохорда левее движка А;— приведенное сопротивление участка реохорда правее движка А.

Для автоматических уравновешенных мостов установлена допускаемая основная погрешность, выраженная в процентах от нормирующего значения. Она составляет 0,25 или0,5.

Отечественная промышленность выпускает следующие основные типы автоматических уравновешенных мостов: показывающие КПМ1 и КВМ1; показывающие и самопишущие с ленточной диаграммой КСМ1, КСМ2 и КСМ4; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммой КСМ3. эти приборы имеют дополнительные сигнальные и регулирующие устройства и могут быть использованы в системах сигнализации и регулировки температуры.

Термометр сопротивления металлический — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для измерения температуры в промышленных установках и процессах применяется большая группа датчиков температуры. Подробные характеристики их даны в гл. 3. В научных исследованиях типовые датчики не всегда применимы, поэтому часто используются датчики температуры индивидуального изготовления термопары, термометры сопротивления (металлические и полупроводниковые). Принципиальные схемы измерения с помощью этих датчиков показаны на рис. 4-1.  [c.250]
Термометры сопротивления Металлические (проводниковые) термометры сопротивления —260 1100  [c.18]Количественное определение температуры связано с использованием любого зависящего от степени нагретости свойства тела. Так, для измерения температур может быть использовано тепловое расширение жидкостей (ртутные, спиртовые термометры) или газов (газовые термометры). Часто применяются термометры сопротивления, в которых используется изменение при нагревании электрического сопротивления металлической нити, а также термопары, в которых измеряется напряжение термотока, развивающегося при нагревании спая двух металлов.  [c.16]

К недостаткам металлических термометров сопротивления следует отнести также малое значение температурного коэффициента электрического сопротивления, составляющее для чистых металлов 0,004—0,006 К в связи с этим для измерения небольших изменений сопротивления необходимы высокочувствительные и точные приборы.  [c.176]

Существенными недостатками проволочных термометров сопротивления являются низкий температурный коэффициент сопротивления и малое удельное сопротивление металлических проводников. При передаче информации через контактные токосъемники, обладающие значительными переходными сопротивлениями, эти факторы снижают достоверность получаемой информации. Этот недостаток существенно уменьщается, а иногда и практически исключается при использовании в термометрах сопротивления полупроводниковых материалов, которые имеют большое удельное сопротивление и высокий температурный коэффициент сопротивления. Недостатком термистора является нелинейная температур-  [c.313]


Чувствительный элемент термометра сопротивления (обычно металлическая проволока) закреплен на каркасе из слюды или кварца и помещается в баллон для защиты датчика от окружающей среды. В зависимости от условии применения термометра баллон изготовляют из кварца, стекла, фарфора или металла.  [c.124]

Внутри металлического кожуха / выполнена кирпичная кладка из шамотного кирпича 2 и заложен слой шлаковаты 3. На металлических штырях внутри печи установлена камера-экран 6, имеющая патрубок для движения воздуха от вентилятора 5 внутрь камеры. Спереди, между кирпичной кладкой и камерой, по периметру имеется щель для обратного движения воздуха из камеры к вентилятору. Нагревательные спирали 4 подвешены на изоляторы. Воздух, прошедший через нагреватели и нагретый, подается вентилятором внутрь камеры. В потолке печи установлено пять термометров сопротивления, причем один помещен в струю вдуваемого в камеру воздуха и является основным датчиком для автоматического регулирования температуры. Другие поочередно могут подключаться к дублирующему прибору, показывающему температуру в данной точке. В процессе спекания подключен обычно один из передних термометров. В потолке печи имеются два окна 7 для внутреннего освещения. Изделия помещаются на печную тележку в один или несколько рядов.  [c.53]

Пластинчатые (плоские) термоприемники выполняют обычно в впде металлических и полупроводниковых термометров сопротивления. Иногда такое конструктивное оформление придают  [c.66]

Принцип действия термометра сопротивления основан на свойстве электрических проводников менять свое сопротивление в зависимости от температуры. У большинства проводников электрическое сопротивление при повышении температуры увеличивается, и наоборот, с понижением температуры — уменьшается. Определив сопротивление электрического проводника, находят искомую температуру среды. Конструктивно термометр сопротивления представляет собой металлическую проволоку, намотанную на каркас 80  [c.80]

Измерение температуры с помощью термометров сопротивления основано на принципе изменения сопротивления металлических проводников при нагревании. Термометры сопротивления выполняются из тонкой металлической проволоки, которая наматывается на каркас из изоляционного материала, питаются от постороннего источника тока и являются первичными приборами измерительного устройства.  [c.267]

В отечественной практике для измерения температуры широкое применение получили также термометры сопротивления (термопреобразователи сопротивления), действие которьк основано на изменении электрического сопротивления металлических проводников (полупроводников) в зависимости от температуры. В качестве вторичных приборов, работающих с термометрами сопротивления, применяются уравнове ленные и неуравновешенные измерительные мосты и магнитоэлектрические логометры.  [c.54]

Источниками погрешностей при измерении температуры с помощью металлических или полупроводниковых термометров сопротивления являются  [c.55]

Схемы некоторых незащищенных датчиков температуры показаны на рис. 4-6. Чувствительный элемент датчика в случае применения термопар расположен в точке х = 0 (спай термопары) или на некоторой длине I (обмотка металлического термометра сопротивления).  [c.255]

В отличие от термопар, с помощью которых можно измерять только разность температур, термометры сопротивления позволяют определить абсолютные значения температур, но при их использовании необходим вспомогательный источник напряжения. Линейность температурной характеристики существенно зависит от материала чувствительного элемента термометра, в качестве которого используют металлы и полупроводники. Наиболее известны металлические термометры сопротивления — медные (-50…+180° С), никелевые (-60… +180° С), платиновые (-220…+750° С), в нейтральной атмосфере 1000° С.  [c.276]

Таблица 4. Характеристики металлических термометров сопротивления Таблица 4. Характеристики металлических термометров сопротивления
Металлические термометры сопротивления обеспечивают более высокую (по сравнению с термопарами) точность измерения в интервале температур от —200 до 500° С. Их недостаток состоит в том, что из-за значительной длины чувствительного элемента они могут применяться лишь для измерения средней температуры объекта. В соответствии с ГОСТ 6651—59 выпускаются платиновые ТСП и медные тем термометры сопротивления (табл. 4).  [c.427]

Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы) по сравнению с металлическими имеют ряд преимуществ меньшие размеры, значительно больший ( в 10 раз) температурный коэффициент электросопротивления высокую чувствительность и малую инерционность. Срок службы термисторов составляет от 3000 до 10 000 ч.  [c.427]

Для технических металлических термометров сопротивления из-  [c.67]

Для технических металлических термометров сопротивления максимальное значение измерительного тока обычно находится  [c.256]

Для проведения этой сверки резервуар газового термометра и платиновые термометры сопротивления помещают в криостат (рис. 10). Резервуар газового термометра в этом случае представляет собой массивный медный блок с ячейками для платиновых термометров. Он снабжен нагревателем и окружен тонкостенным металлическим экраном, также снабженным нагревателем и выполняющим роль адиабатной оболочки. Между резервуаром и адиабатной оболочкой расположена батарея дифференциальных термопар для контроля за равенством их температур. В условиях высокого вакуума, создаваемого в объеме 7, при равенстве температур адиабатического экрана и резервуара температура последнего поддерживается постоянной в течение длительного времени и с высокой точностью. Это обеспечивает необходимые условия для градуировки термометров.  [c.85]

Устройство термометров сопротивления очень разнообразно, так как металлическая проволока, составляющая чувствительный элемент термометра, может быть вмонтирована разными способами в самые различные по форме приборы. Некоторые термометры сопротивления, применяемые при калориметрических измерениях, будут описаны в 6 настоящей главы. Значительно меньше различаются по устройству платиновые термометры сопротивления, предназначенные для воспроизведения температурной шкалы с высокой точностью. Такие термометры называются эталонными или образцовыми. В Положении о Международной практической температурной шкале содержится ряд рекомендаций относительно изготовления таких термометров.  [c.88]

Значения постоянной В для различных типов полупроводниковых сопротивлений могут сильно различаться. Но для термисторов промышленного изготовления В обычно леЖит в пределах 17(Ю—6700 град , что соответствует температурному коэффициенту сопротивления при комнатной температуре от 2 до 8% на 1 град. Таким образом, температурный коэффициент сопротивления термистора много выше, чем температурный коэффициент платинового термометра сопротивления, составляющий лишь около 0,4% на 1 град. Высокая термометрическая чувствительность термисторов является их основным преимуществом перед термометрами сопротивления с чувствительным элементом из металлической проволоки.  [c.127]

Использование термисторов в этой методике также не получило распространения. Требующаяся термометрическая чувствительность вполне может быть обеспечена металлическим термометром сопротивления. С другой стороны, при применении термисторов часто возникают трудности, связанные с необходимостью контроля воспроизводимости их показаний. Кроме того, нелинейная зависимость сопротивления термисторов от температуры также создает неудобства в работе.  [c.25]

Перед помещением калориметрического сосуда в гнездо на него надевают пришлифованный тонкостенный (0,3 мм) металлический цилиндр, на который намотан нагреватель и платиновый термометр сопротивления. Этот цилиндр дает возможность обеспечить стабильное положение подводящих проводов. Вопрос о механической нагрузке на подводящие провода в конструкциях качающихся и вращающихся калориметров является довольно важным. В описываемой конструкции вывод проводов точно по оси вращения вместе с вращающимся стержнем приводит к тому, что механическая нагрузка на провода очень невелика и приходится только на находящиеся вне калориметра концы проводов.  [c.184]

Изменение электрического сопротивления Rt металлов, сплавов и полупроводников. Из металлических преобразователей данного типа (термометров сопротивления) широко распространены преобразователи из платины (диапазон измерения 200—650° С), меди (от —50 до +180° С1, никеля (от —50 до +200° С) и железа (от —50 до +150° С), а из сплавов — бронза (для измерения низких температур). Относительное изменение сопротивления при изменении температуры определяется температурным коэффициентом сопротивления Рг- Для металлов эта величина относительно невелика Рг 1/Т. Конструктивно термометры сопротивления выполняются в виде цилиндрического каркаса из кварца, слюды или фарфора, на который намотана тонкая металлическая проволока или лента.  [c.233]

Для градуировки платиновых термометров сопротивления по МШТ определены четыре реперные точки фазовых переходов, одна из которых является точкой затвердевания, а три другие — точками кипения. При реализации этих реперных точек лучше стремиться к созданию новой методики, улучшающей воспроизводимость точек, чем следовать старым рекомендованным процедурам, установленным практикой прежних лет. В Национальном бюро стандартов США вместо точки плавления льда применяется только тройная точка воды, реализованная в герметичной ампуле. Точки кипения серы и воды реализуются при активном кипении в кипятильниках, соединенных с резервуаром, содержащим гелий с регулируемым давлением. Давление гелия регулируется вручную с помощью точного манометра так, чтобы на уровне чувствительных элементов термометра сопротивления оно было равно 1 атм. Точка кипения кислорода реализуется в аппаратуре, которая содержит жидкий кислород и его пары при атмосферном давлении. Кислород отделяется от гелия, содержащегося в резервуаре, тонкой металлической мембраной, которая позволяет контролировать равенство давлений кислорода и гелия.  [c.119]

По типу приемных преобразователей (ПП) — термоприемни-ков измерительные системы делятся на системы с термопарами (проволочными, пластинчатыми, пленочными) и термометрами сопротивления (металлическими, проволочными, пластинчатыми и пленочными, а также полупроводниковьми в виде цилиндриков, пластинок, бусинок и пленок).  [c.160]

Доетоинствами металлических термометров сопротивления являются высокая степень точности измерения температуры, возможность применения стандартной градуировочной шкалы во всем диапазоне измерения (основана на стабильности и воспроизводимости термометрических свойств) и другие преимущества, которые проявляются при электрической форме выходного сигнала.  [c.176]

Хотя стандартные спецификации отсутствуют, рафинировочные заводы выпускают три или четыре различных сорта металлической платины. Первый сорт, называемый термически чистым, термоэлементиым или физически чистым, применяется для изготовления платиновых термометров сопротивления н термопар. Известно, что температурный коэффициент и термоэлектрические свойства платины чрезвычайно чувствительны к присутствию малейших следов примесей. Платина этого сорта имеет степень чистоты выше 99,99%. Второй сорт называется чистым, химически чистым или специально  [c.489]

Термометры сопротивления имеют большое преимущество при весьма точном измерении относите-льно низких температур в условиях, когда величина теплоемкости измерительного прибора не играет роли. Таким образом, эти приборы могут применяться в контроллерах и регуляторах до 1000°. Однако ДЛ1Я большинства работ, связанных с построением диаграмм равновесия металлических систем, лучше применять термопары. По этой причине мы здесь не касаемся деталей метода с применением термометра сопротивления. Эти вопросы подробно освещены в литературе [65, 66].  [c.111]

Измерительная проволока (рис. 7.32, а) диаметром 1 1 и длиной I расположена в трубке (капилляре) 2 коаксиально. Исследуемое вещество 3 находится в зазоре между ними. Через проволоку с помощью токоподводов 4 пропускают электрический ток /. Тепловую мощность Q определяют по току и падению напряжения U g на длине проволоки измеряемому с помощью потенциальных отводов 5. Температуру внутренней поверхности трубки Т2 определяют с помощью наружного термометра (J с учетом поправки на перепад температур в стенке трубки. В целях устранения этой поправки в ряде случаев вместо стеклянной или кварцевой трубки используют тонкостенный металлический капилляр [27, 44], служащий одноврементэ и термометром сопротивления.  [c.422]

Пьезометр, изготовленный из нержавеющей стали и имеющий при нормальных условиях объем 79,605 см , запрессован в медный блок. На боковую поверхность блока намотаны основной нагреватель и медный термометр сопротивления, служащий датчиком в системе регулирования температуры. Торцы пьезометра закрыты медными крышками, на поверхности которых расположены охранные нагреватели. Температура измерялась платиновым термометром сопротивления ТСПН-1, размещенным в металлической гильзе внутри пьезометра. Неравномерность температурного поля по высоте медного блока контролировалась дифференциальными термопарами и не превышала 0,01°.  [c.36]

Чувствительный элемент термопар и бусинковых полупроводниковых терморезисторов сосредоточен в точке х — О, что соответствует температуре t (О, %), Для металлических или полупроводниковых термометров сопротивления, а также манометрических термометров, чувствительный элемент которых расположен на некоторой длине I, происходит осреднение температуры на этом участке и измеряется средняя температура  [c.61]

Измерение температуры по электрическому сопротивлению металлического проводника основано на плавной и стабильной зависимости удельного сопротивления от температуры. Нижний предел температур, измеряемых термометрами сопротивления, определяется чувствнтельиостыо, которая, вообще говоря, уменьшается с понижением температуры. Верхний предел обусловлен появлением нестабильности сопротивления  [c.94]

Решение многих вопросов современной техники связано с изучением температурных полей и напряжений в многоступенчатых элементах конструкций. Такие задачи, в частности, возникают при изучении технологических процессов сварки разнотолщинных пластин и оболочек, стержней различных диаметров термопрочности металло-стеклянных спаев ножек стеклянных оболочек электровакуумных приборов, содержащих металлические цилиндрические ступенчатые стержневые токоподводы термопрочности ступенчатых валов паровых и газовых турбин при исследовании и анализе погрешности измерения термометрами сопротивления низких температур, обусловленной теплопритоком по токовыводам и защитной арматуре.  [c.313]

Для измерения температуры в последнее время нередко применяются полупроводниковые термочувствительные сопротивления, чаще называемые термосопротнвления-м и, или термисторами. В отличие от обычных термометров сопротивления, чувствительные элементы которых изготовляются из металлической проволоки, имеющей хорошую электропроводность, термисторы обычно представляют собой маленькие шарики или столбики из спрессованной смеси  [c.126]

В тех случаях, когда необходима особенно высокая точность измерения температуры и строгая воспроизводимость показаний термометра, в калориметрии обычно применяются платиновые термометры сопротивления, очень наноминаю-ш,ие по устройству образцовые. Один из таких термометров изображен на рис. 23. Чувствительный элемент термометра (платиновая проволока, предварительно свитая в тонкую спираль) так же, как и в образцовом термометре (см. рис. 13), укладывается бифилярно на кварцевом геликоидальном каркасе. Каркас заканчивается манжеткой с четырьмя отверстиями, через которые проходят четыре вывода из платиновой проволоки диаметром 0,2—0,3 мм. Каркас с чувствительным элементом вставляется в металлический (медный или платиновый) защитный чехол, внутренняя поверхность которого покрыта изоляционным лаком. К защитному чехлу приварена короткая стеклянная трубка. После установки каркаса в чехол стекло осторожно разогревается и трубка  [c.139]

Особенно большое значение массивные калориметры приобретают, когда необходимо измерять малые тепловые эффекты, а следовательно, важно иметь калориметр малого теплового значения. На рис. 33 показан один из таких калориметров, изготовленный в термохимической лаборатории МГУ [24] и использованный для измерения энтальпии гидрирования металлического бария. Тепловое значение его равно 100 кал1град. Жидкостный калориметр для измерения энтальпий реакции между твердым и газообразным веществами с тепловым значением такой величины изготовить практически невозможно. Внутренний объем показанного на рис. 33 калориметра 40 мл. Толщина стенок, верхней части и дна 9 мм материал— медь. Измерение температуры калориметрической системы производится платиновым термометром сопротивления, намотанным на внешнюю поверхность тонкостенного (0,7 мм) медного ведрышка, жестко закрепленного в гнезде. Собственно калориметр, внешние стенки которого пришлифованы к этому ведрышку, вставляется внутрь его перед опытом.  [c.153]

Ниже будет рассмотрено изменение электросопротивления с температурой для некоторых типов угольных термометров сопротивления. Даже качественное совпадение с тем, что дает зонная теория, наблюдается только в отдельных случаях. Для некоторых образцов величина удельного сопротивления р увеличивается почти экспоненциально при понижении температуры, указывая на то, что имеет место термическая активация носителей тока. Однако из этого не следует, что весь объем графита является элементарным полупроводником и что теоретическое предсказание оказывается несостоятельным. Характер изменения величины электросопротивления с температурой может быть объяснен тем, что частицы графита, входящие в состав образца, обычно находятся в плохом контакте друг с другом или с металлическими контактами. Поэтому носители должны быть тер.мически активированы для преодоления значительных энергетических барьеров. Этот процесс активации может привести к такой зависимости электросопротивления от температуры, которая наблюдалась выше. Очевидно, что способ изготовления угольных сопротивлений играет наиболее важную, хотя и трудно определимую роль при получении желаемых характеристик.  [c.173]

Металлический термометр Термометр сопротивления, чувствительный сопротивления элемент которогсмвыполнен из металла.  [c.31]


Полупроводниковый термометр — сопротивление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Полупроводниковый термометр — сопротивление

Cтраница 2


Полупроводниковые термометры сопротивления — термисторы — по сравнению с медными и платиновыми термометрами сопротивления имеют ряд преимуществ: 1) более высокую чувствительность. Область применения термисторов непрерывно расширяется.  [17]

Полупроводниковые термометры сопротивления ( термисторы) имеют большой температурный коэффициент сопротивления, достигающий ( Зч-4) 10 — 2, что в 8 — 10 раз больше температурного коэффициента металла.  [18]

Полупроводниковые термометры сопротивления под назва-нием термисторов широко применяют в технике. С их помощью контролируют температуру в большом числе точек, причем показания ее могут быть получены на приборах, установленных в одном пункте. При таком контроле температур в помещениях с помощью термисторов можно поддерживать температуру на желаемом уровне, включая и выключая нагревательные приборы, когда заданный уровень температуры отклоняется от нормы. Термисторы могут выполнять функции ограничителя времени. Для этого последовательно с полупроводниковым термосопротивлением включается то или иное активное электросопротивление. В результате в сети получается возрастающий со временем ток, так как ток разогревает полупроводник и повышает его электропроводность, следовательно, повышается и величина тока в цепи. По мере разогрева полупроводника сопротивление падает, а ток повышается еще в большей степени. Параллельно с ростом температуры увеличиваются и потери тепла в окружающую среду до тех пор, пока они не сравняются с теплотой, выделяемой током; тогда будет достигнута равновесная температура, которую полупроводник и будет сохранять, пока к ему приложена данная разность потенциалов.  [19]

Полупроводниковые термометры сопротивления под названием термисторов широко применяют в технике. С их помощью контролируют температуру в большом числе точек, причем показания ее могут быть получены на приборах, установленных в одном пункте. При таком контроле температур в помещениях с помощью термисторов можно поддерживать температуру на желаемом уровне, включая и выключая нагревательные приборы, когда заданный уровень температуры отклоняется от нормы. Термисторы могут выполнять функции ограничителя времени. Для этого последовательно с полупроводниковым термосопротивлением включается то или иное активное электросопротивление. В результате в сети получается возрастающий со временем ток, так как ток разогревает полупроводник и повышает его электропроводность, следовательно, повышается и величина тока в цепи. По мере разогрева полупроводника сопротивление падает, а ток повышается еще в большей степени. Параллельно с ростом температуры увеличиваются и потери тепла в окружающую среду до тех пор, пока они не сравняются с теплотой, выделяемой током; тогда будет достигнута равновесная температура, которую полупроводник и будет сохранять, пока к нему приложена данная разность потенциалов.  [20]

Полупроводниковый термометр сопротивления, чувствительный элемент которого выполнен из германия, называют германиевым.  [21]

Полупроводниковый термометр сопротивления, чувствительный элемент которого выполнен из окиси ( окисей) металла, называют термисторным. Обычно в качестве чувствительного элемента такого термометра используют обычные серийно выпускаемые термисторы.  [22]

Полупроводниковые термометры сопротивления, как показывает практика их применения, могут быть использованы для измерения температуры от 1 3 до 400 К. В практике технологического контроля они по сравнению с металлическими находят меньшее применение, так как требуют индивидуальной градуировки. Для точных измерений сопротивления термометров в лабораторных условиях применяют потенциометры и мосты. Тип и класс точности указанных средств измерения выбирают в зависимости от требований к точности измерения сопротивления термометра, а вместе с тем и температуры.  [23]

Полупроводниковые термометры сопротивления изготавливаются из окислов различных металлов с добавками и используются для измерения температур в пределах от — 90 до — f — 180 C. В отличие от металлических в этих термометрах происходит экспоненциальное уменьшение сопротивления при увеличении температуры, благодаря чему они обладают высокой чувствительностью. Однако изготавливать полупроводниковые термометры со строго одинаковыми характеристиками пока не удается, поэтому их градуировка индивидуальна. Чаще всего их используют в качестве чувствительных элементов различных автоматических устройств.  [24]

Полупроводниковые термометры сопротивления ( ПТС) служат для измерения температуры от — 100 до 300 С. Для изготовления чувствительных элементов ПТС применяют окислы или их смеси, обладающие свойствами полупроводников.  [26]

Полупроводниковые термометры сопротивления ПТС ( термисторы или терморезисторы) изготавливают с чувствительными элементами из термически обработанных смесей окислов меди, марганца, магния, никеля, кобальта и других металлов, обладающих свойствами полупроводников.  [28]

Практически полупроводниковые термометры сопротивления для измерения температур применяют редко. Более часто их используют для целей технологической сигнализации [7], где обычно источник информации должен быть и высокочувствительным и весьма компактным.  [29]

Страницы:      1    2    3    4

2. Полупроводниковые термометры сопротивления

Имеются два различных типа терморезисторов: с отрицательным (NТС – терморезисторы) и положительным (РТС – терморезисторы, позисторы) температурным коэффициентом сопротивления.

Для их изготовления применяют германий, медно-марганцевые (ММТ) и кобальто-марганцевые (КМТ) соединения, сплавы и окислы урана, серебра, никеля. Чувствительность полупроводниковых терморезисторов значительно выше, чем у металлических термометров сопротивления, что позволяет их изготавливать малогабаритными. Причем их сопротивление резко уменьшается с увеличением температуры. Это свойство позволяет их использовать в криогенной технике для измерения низких температур. Терморезисторы используют для регистрации изменений температуры в системах теплового контроля, пожарной сигнализации и др.

Полупроводниковые терморезисторы могут быть выполнены в виде стержня, диска, шайбы, шарика, иглы, пленки, бусинки и других форм с металлическими выводами (рис.1.6). Для защиты от влаги чувствительные элементы покрывают слоем лака или стекла.

    1. Термоэлектриче­ские термометры (термопары)

Работа термопары основана на термоэлектрическом эффекте Зеебека, согласно которому в цепи, состоящей из двух разнородных проводников А и В, где точки их соединения (спаи) находятся при различных температурах, протекает ток. На концах такой разомкнутой цепи можно измерить термоэлектродвижущую силу (термо-ЭДС), величина которой зависит от разности температур на спаях (рис.1.7). Если температура t0 одного спая известна, то это значение может быть использовано в качестве меры разности измеряемой температуры t1 и контрольной температуры t0.

Рис.1.7 Цепь из термоэлектродов А и В

Место соединения проводников, помещаемое в среду с измеряемой температурой, называют рабочим (горячим) спаем термопары, а другое соединение, находящееся при температуре t0свободным (холодным).

Термопару помещают в стальной или керамический чехол, подключая свободные концы к выводам с крышкой; изолируют один от другого по всей длине от горячего спая керамическими изоляторами (рис. 1.8). Рабочий спай изолируют от чехла керамическим наконечником. Горячую часть термопары (со стороны рабочего спая) погружают в объект измерения температуры. Основные характеристики наиболее распространенных термопар приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные характеристики термоэлектрических преобразователей

Материал

термоэлектродов

Пределы измерений температуры, 0С

нижний верхний

Термо ЭДС (t=1000C,t0=00C) мВ

Длительное применение

Кратковременное применение

Платинородий (10% Rh) – платина

-20

1300

1600

0,643

Платинородий (30% Rh) – платинородий (6%Rh)

300

1600

1800

0

Хромель – алюмель

-50

1000

1300

4,10

Хромель – копель

-50

600

800

6,95

Железо – копель

0

600

800

5,75

Железо – константан

-200

600

800

5,11

Медь – копель

-200

100

600

4,75

Медь – константан

-270

100

400

4,16

Рис. 1.8 Термоэлектрический термометр: 1 — рабочий спай; 2 -изолятор; 3 — чехол; 4 — выводы

Материал термоэлектродов должен отвечать следующим требованиям: приемлемая цена, высокая надежность, высокая чувствительность к изменению температуры, приемлемые динамические свойства, механическая прочность при высоких и низких температурах, устойчивость против коррозии, стабильность термоэлектрических свойств. Для изготовления термопар применяются платина, золото, никель, медь, железо, вольфрам, хромель, алюмель, родий, копель и другие.

Для измерения температуры среды термоэлектрическим термометром, необходимо измерить термо-ЭДС, развиваемую термометром, и определить температуру свободного спая. Для удобства измерения свободный спай поддерживается при постоянной температуре, равной 0 0С. Измеряемая температура t1 определяется сразу из градуировочной характеристики (таблиц или графиков), устанавливающей зависимость термо-ЭДС от температуры рабочего спая. Если, то необходимо вводить поправку.

Для правильного измерения температуры нужно обеспечить постоянство температуры холодного конца. Для этого свободный спай удаляют от места измерения температуры, что осуществляется с помощью специальных (компенсационных) проводов.

Для измерения весьма малых разностей температур применяют термобатареиряд последовательно соединенных термопар. В этом случае термо-ЭДС суммируется. Число спаев термобатареи может достигать нескольких сотен.

    1. Оптические пирометры

Рассмотренные выше термометры для измерения температуры являются контактными, которые предусматривают непосредственный контакт между чувствительным элементом термометра и окружающей или исследуемой средой. Верхний предел применения контактных методов измерения находится в пределах 2500С. В промышленных и лабораторных исследованиях возникает необходимость измерять более высокие температуры, кроме того, часто недопустим непосредственный контакт термометра с измеряемым телом или средой. Таким термометром с допустимой погрешностью до 4 % является оптический пирометр (от греч. Pyr – огонь), принцип работы которого основан на использовании теплового излучения тел в видимой области спектра. Серийно выпускаемые пирометры применяются для измерения температур от 20 до 6000С. Такие средства измерения не имеют верхнего предела измеряемой температуры, он определяется соответствием спектров излучения измеряемых тел и спектральных характеристик устройств. Пирометры, применяемые для измерения температур, подразделяют на следующие типы: квазимонохроматические (яркостные), полного излучения (радиационные) и спектрального отношения (цветовые). Яркостные пирометры позволяют визуально определять, как правило, без использования специальных устройств, температуру нагретого тела, путем сравнения его цвета с цветомэталоннойнити. Цветовые пирометры позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различныхспектрах. Радиационные пирометры оценивают температуру посредством пересчитанного показателямощноститеплового излучения.

Термометры сопротивления

Термометры сопротивления широко применяют для измерения температуры в интервале от –260 до 750С. В отдельных случаях они могут быть использованы для измерения температур до 1000С.

В качестве материала для изготовления термометров сопротивления используются как чистые металлы, так и ряд полупроводников.

Действие термометров сопротивления основано на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры окружающей их среды.

Известно, что температурный коэффициент электрического сопротивления металлов положительный (сопротивление возрастает при повышении температуры), а полупроводников – отрицательный (сопротивление уменьшается при повышении температуры). Это объясняется различием в их молекулярном строении. Электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры в связи с возрастающим рассеянием электронов на неоднородностях кристаллической решетки, обусловленным увеличением тепловых колебаний ионов вокруг своих положений равновесия. Число носителей тока – электронов проводимости – очень велико и не зависит от температуры. У полупроводников с увеличением температуры резко возрастает число электронов проводимости (носителей тока), поэтому электрическое сопротивление резко уменьшается.

Измерение температуры с помощью электрических термометров сопротивления сводится к измерению активного сопротивления термометра, что обычно осуществляется измерением тока в цепи. Измерительная схема состоит из трех элементов: термометра сопротивления, электроизмерительного прибора для тока и источника питания.

Металлические термометры сопротивления получившие наибольшее распространение, имеют чувствительный элемент в виде тонкой (диаметром 0,05 мм) проволоки 2, намотанной на слюдяную пластину 1 (или пластмассовый цилиндр) и помещенный в защитный чехол 3 (рис. 2.1). проволоку изготовляют в основном из чистых платины или меди. В соответствии с этим различают термометры сопротивления платиновые (ТСП) и термометры сопротивления медные (ТСМ).

У чистых металлов сопротивление больше, чем у сплавов, поэтому для изготовления термометров сопротивления используют чистые металлы.

Для металлических термометров сопротивления ТСП и ТСМ стандартных градуировок стандартизованы градуировочные таблицы, пользуясь которыми можно определить по измеренному значению сопротивления термометра температуру окружающей его среды и, наоборот, определить сопротивление термометра для различных значений температуры.

Металлические термометры сопротивления имеют следующие достоинства: высокую точность измерения, возможность использования в комплекте с ним измерительных приборов со стандартными шкалами, взаимозаменяемость, возможность централизации контроля температуры путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления через переключатель к одному измерительному прибору, возможность использования их с информационно вычислительными системами.

Для изготовления чувствительных элементов полупроводниковых термометров сопротивления (терморезисторов) применяют смеси различных полупроводниковых веществ: окислов меди и марганца, окислов кобальта и марганца, двуокиси титана и окисла магния и т.д. для измерения низких температур используется германиевый термометр сопротивления.

Чувствительный элемент терморезисторов изготовляют различной формы. Наиболее распространены формы в виде небольшого цилиндра, стержня, шайбы и бусинки. Для предохранения от возможных механических повреждений и вредного воздействия среды, температура которой измеряется, чувствительный элемент покрывают эмалью, помещают в защитный чехол.

На рис. 2.2 а представлен полупроводниковый терморезистор, чувствительный элемент которого выполнен в виде небольшого цилиндрического стержня 8, покрытого эмалевой краской и металлической фольгой 3, с контактными колпачками 2, 4 и выводами 1, 5. снаружи терморезистор защищен чехлом 7, в верхней части которого имеется стеклянный изолятор 6.

На рис. 2.2, б показан терморезистор, у которого чувствительный элемент 1 выполнен в виде шарика диаметром 0,5 мм, защищенного стеклянной оболочкой 4. В шарик вмонтированы платиновые электроды 2, соединенные с выводами 3.

Для выпускаемых промышленностью полупроводниковых терморезисторов (ПТР) зависимость их сопротивления от температуры, не превышающей 100С, определяется по формуле:

,

где — сопротивление термометра при температуре Т, выраженной в кельвинах; А, В иb – постоянные коэффициенты, зависящие от материала термометра и его конструкции.

К достоинствам полупроводниковых термометров сопротивления относятся: большая чувствительность, которая примерно на порядок выше чувствительности металлических термометров сопротивления; малая инерционность, что имеет существенное значение для исследования нестационарных тепловых процессов; большое сопротивление (от единиц до сотен килоом), позволяющее не учитывать при измерении температуры изменение сопротивления соединительных проводов при изменении температуры окружающей среды.

Однако полупроводниковые терморезисторы имеют и ряд существенных недостатков, препятствующих широкому распространению их на производстве. К ним в первую очередь относится большой разброс температурных даже внутри одного и того же типа (значительно отличаются номинальные значения сопротивлений и температурные коэффициенты для термометров одного и того же типа). Это исключает взаимозаменяемость и возможность получения градуировочной таблицы для определенного типа полупроводниковых терморезисторов. Каждый экземпляр терморезистора, предназначенный для измерения и сигнализации температуры, необходимо градуировать индивидуально. К другим недостаткам относятся нелинейность зависимости электрического сопротивления от температуры и малая допустимая мощность рассеивания при прохождении измерительного тока.

При измерении температуры в промышленных условиях электрические термометры сопротивления применяют в комплекте с логометрами, автоматическими уравновешенными мостами и автоматическими компенсационными приборами. При этом необходимо иметь в виду, что эти приборы снабжают шкалой, отградуированной в градусах Цельсия, которая действительна только для определенной градуировки термометра сопротивления и заданного значения сопротивления проводов, соединяющих термометр с измерительным прибором.

Рассмотрим схему работы автоматического уравновешенного моста.

Автоматические уравновешенные мосты являются техническими приборами высокого класса точности. Они бывают показывающими, показывающими и самопишущими с записью или на дисковой, или на ленточной диаграмме. Приборы с ленточной диаграммой служат для измерения и записи температуры в одной точке (одноточечные) или в нескольких точках (многоточечные). Приборы с дисковой диаграммой изготавливаются только одноточечными. Шкала автоматических уравновешивающих мостов градуирована в градусах Цельсия с указанием её принадлежности к определенной градуировке термометра сопротивления.

По устройству автоматические уравновешенные мосты отличаются от автоматических потенциометров только измерительной схемой. На рис. 2.3 дана принципиальная схема автоматического уравновешенного моста. В измерительную схему входят; R1, R2 и R3 – резисторы, образующие три плеча мостовой схемы, четвертое плечо образовано сопротивлением термометра;— реохорд;— шунт реохорда, служащий для подгонки сопротивлениядо заданного нормированного значения;— резистор для установки диапазона измерения;— добавочный резистор для подгонки начального значения шкалы;— балластный резистор в цепи питания для ограничения тока;— резисторы для подгонки сопротивления линии до определенного значения. Т0 – токоотвод; С1 и С2 – конденсаторы создающие необходимый фазовый сдвиг (90) между магнитными потоками обмотки возбуждения и управляющей обмотки и необходимое напряжение на обмотке возбуждения; С3 – конденсатор, включенный параллельно управляющей обмотке реверсивного двигателя, шунтирует её для компенсации индуктивной составляющей тока в этой обмотке; СД – двигатель для перемещения диаграммной ленты или каретки печатающего устройства. Все резисторы изготавливаются из манганиновой проволоки, следовательно, колебания температуры воздуха не влияют на значения сопротивлений этих резисторов.

Термометр сопротивления подключен к мосту по техпроводной схеме.

Измерение и запись температуры производятся следующим образом. Изменение сопротивления терморезистора нарушает равновесие мостовой схемы, и в диагонали АВ моста возникает напряжение рассогласования, которое поступает на входной трансформатор, затем усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя РД. Выходной вал двигателя, вращаясь в ту или иную сторону в зависимости от знака сигнала рассогласования, перемещает движок реохорда и перо самописца СП. При достижения равновесия мостовой схемы выходной вал двигателя останавливается, а движок реохорда, указатель и перо самописца занимают положение, соответствующее измеряемому сопротивлению термометра, а следовательно, температуре измеряемого объекта.

Мостовая схема, изображенная на рис 2.2, будет в состоянии равновесия при условии

,

где — приведенное сопротивление участка реохорда левее движка А;— приведенное сопротивление участка реохорда правее движка А.

Для автоматических уравновешенных мостов установлена допускаемая основная погрешность, выраженная в процентах от нормирующего значения. Она составляет 0,25 или0,5.

Отечественная промышленность выпускает следующие основные типы автоматических уравновешенных мостов: показывающие КПМ1 и КВМ1; показывающие и самопишущие с ленточной диаграммой КСМ1, КСМ2 и КСМ4; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммой КСМ3. эти приборы имеют дополнительные сигнальные и регулирующие устройства и могут быть использованы в системах сигнализации и регулировки температуры.

Металлический термометр — сопротивление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Металлический термометр — сопротивление

Cтраница 1

Металлические термометры сопротивления платиновые ( ТСП) градуировки гр.  [1]

Металлические термометры сопротивления обеспечивают более высокую ( по сравнению с термопарами) точность измерения в интервале температур от — 200 до 500 С. Их недостаток состоит в том, что из-за значительной длины чувствительного элемента они могут применяться лишь для измерения средней температуры объекта.  [2]

Металлический термометр сопротивления ( терморезистор) — чувствительный элемент параметрического типа, принцип действия которого основан на изменении электрического сопротивления металла ( сплава) при изменении его температуры.  [3]

Металлический термометр сопротивления представляет собой катушку или спираль из тонкой проволоки, циальный каркас.  [4]

Металлические термометры сопротивления измеряют температуру с погрешностью 0 5 — 1 %; большую линейность имеет характеристика медного термометра. Несмотря на относительно низкую чувствительность ( 0 37 — 0 42 % на градус) металлические термометры сопротивления обладают исключительно ценным качеством, заключающимся в том, что они взаимозаменяемы. Стандартные выходные характеристики позволяют не предусматривать индивидуальной градуировки термометров и использовать их с широким классом вторичных регистрирующих приборов.  [5]

Металлические термометры сопротивления измеряют температуру с погрешностью 0 5н — 1 %; большую линейность имеет характеристика медного термометра. Несмотря на относительно низкую чувствительность ( 0 37 — — 0 42 % на градус), металлические термометры сопротивления обладают исключительно ценным качеством, заключающимся в том, что они взаимозаменяемы. Стандартные выходные характеристики позволяют не предусматривать индивидуальной градуировки термометров и использовать их с широким классом вторичных регистрирующих приборов.  [6]

Кроме металлических термометров сопротивления, выпускаются термометры, изготовленные из полупроводниковых материалов, получившие название термисторов.  [7]

Помимо металлических термометров сопротивлений, применяются полупроводниковые термометры сопротивления — термисторы.  [8]

Кроме металлических термометров сопротивления, выпускаются термометры, изготовленные из полупроводниковых материалов, получившие название термисторов.  [10]

Достоинствами металлических термометров сопротивления являются высокая степень точности измерения температуры, возможность применения стандартной градуировочной шкалы о всем диапазоне измерения ( основана на стабильности и воспроизводимости термометрических свойств) и другие преимущества, которые проявляются при электрической форме выходного сигнала.  [11]

Чаще применяют металлические термометры сопротивления.  [12]

В СССР металлические термометры сопротивлений изг этавливают из медной и платиновой проволоки.  [14]

К недостаткам металлических термометров сопротивления следует отнести также малое значение температурного коэффициента электрического сопротивле ния, составляющее для чистых металлов 0 004 — 0 006 К -; в связи с этим для измерения небольших изменений сопротивления необходимы высокочувствительные и точные приборы.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о