Сравните металлический и полупроводниковый термометры: — : , , , , , , -, , , , , , , , , ,

Содержание

Термометры сопротивления полупроводниковые — Справочник химика 21

    Германий обладает полупроводниковыми свойствами и с этим связано его основное применение. Германий, идущий для изготовления полупроводниковых приборов, подвергается очень тщательной очистке. Она осуществляется различными способами. Один из важнейших методов получения высокочистого германия — это зонная плавка (см. разд. 11.3.4). Для придания очищенному германию необходимых электрических свойств в него вводят очень небольшие количества определенных примесей. Такими примесями служат элементы пятой и третьей групп периодической системы, например, мышьяк, сурьма, алюминий, галлий. Полупроводниковые приборы из германия (выпрямители, усилители) широко применяются в радио- и телевизионной технике, в радиолокации, в счетно-решающих устройствах. Из германия изготовляют также термометры сопротивления. [c.421]
    В качестве чувствительных элементов полупроводниковых термометров сопротивления используют так называемые терморезисторы, которые выпускаются двух типов термисторы, имеющие отрицательный термический коэффициент электросопротивления, и позисторы, имеющие положительный коэффициент. 
[c.463]

    Кремний как полупроводник применяется в многочисленных полупроводниковых приборах термосопротивлениях (термисторах), выпрямителях, транзисторах, детекторах, термометрах сопротивления для самых низких температур, модуляторах света и т. д. в таких областях, как радиоэлектроника, телемеханика, фотоэлементы, счетно-решающие и управляющие устройства. [c.9]

    В качестве датчиков температуры используются платиновые и медные термометры сопротивления, полупроводниковые термометры сопротивления и многие другие. 

[c.65]

    В лабораторных и пилотных ректификационных установках все еще преимущественно используют стеклянные термометры, однако при небольших интервалах измеряемой температуры предпочтительно применять термопары, полупроводниковые термометры или термометры сопротивления, которые позволяют авто- [c.428]

    Полупроводниковые термометры сопротивления — выпускаются для измерения температур в диапазоне от 1 до 600 К. В связи с тем что они не отвечают требованию воспроизводимости, каждый термометр имеет индивидуальную градуировку. Зависимость сопротивления от температуры приближенно описывается выражением [7] [c.345]

    Сопротивление полупроводниковых термометров с уменьшением температуры возрастает, поэтому их выгодно применять для измерения низких температур. Например, сопротивление некоторых типов германиевых термометров при 1—2 1 составляет [c.345]

    Чувствительный элемент полупроводникового термометра сопротивления представляет собой кристалл полупроводникового материала, как правило, герметизированный в стеклянном или металлическом чехле очень небольших размеров длиной 5—30 и диаметром 2—5 мм (рис. 7.6). [c.345]

    Основные характеристики полупроводниковых термометров сопротивления приведены в [9]. [c.345]

    При работе в информационном режиме ЭВМ осуществляет сбор, преобразование и регистрацию информации о течении процесса ректификации в колонне. Для этого на каждой из 8 тарелок лабораторной ректификационной колонны в жидкость, находящуюся на тарелке, погружен датчик, представляющий собой полупроводниковый термометр сопротивления с резко выраженной зависимостью сопротивления от температуры. Так как электрические сигналы, поступающие от датчиков, очень слабы, то перед вводом в ЭВМ их необходимо усилить, для чего служит специальный Блок усиления , который обеспечивает ввод в ЭВМ значений температур в виде напряжений постоянного тока в пределах от —5 до 5 В с визуальным контролем этих напряжений на пульте. Измерение температур жидкости на тарелках производится с ошибкой не более 0,2 °С. 
[c.145]


    Германиевый термометр сопротивления используется в интервале от 1 до 35 К. Термометр представляет собой монокристалл германия, легированный несколькими миллионными частями мышьяка или галлия. Как и другие полупроводниковые термометры, они имеют отрицательную температурную зависимость электросопротивления. Термометр обладает стабильностью лучше чем 0,001 К при температуре 4,2 К даже после многократных циклов нагрева до комнатной температуры. Размеры тер- [c.463]

    Применяются также расходомеры, которые позволяют преобразовывать скорость потока газа в соответствующую электрическую величину. Принцип их действия заключается либо в охлаждении нагреваемого датчика протекающим газом, либо в измерении количества тепла, переносимого протекающим газом. В первом случае в качестве датчика используют раскаленное металлическое волокно, фольгу или полупроводниковые термисторы датчик является составной частью схемы электрического моста. Во втором случае для измерения смещения температуры служит тонкостенная металлическая трубка, по которой проходит газ, скорость потока которого измеряют. В середине трубки находится спираль, через которую пропускают постоянный ток. У обоих концов спирали расположены термометры сопротивления. Проходящий газ охлаждает термометр, расположенный у входа газа, тогда как второй термометр по ходу газа нагревается. После соответствующей калибровки можно по разности температур рассчитать скорость потока газа. 

[c.59]

    Искусственная слюда применяется в пленочных и полупроводниковых схемах в качестве подложки, в радиационной технике — в Качестве детектора осколков деления урана, как материал оптических окон в вакуумных приборах, работающих при высоких температурах, в качестве армирующего и теплозащитного материала в радиолампах и конденсаторах, окнах волноводов, термометрах сопротивления и других устройствах. Синтетические асбесты могут применяться для электро- и теплоизоляции, а муллит, кроме того, служит наполнителем и армирующим материалом. Монокристаллы иттрий-алюминиевого граната широко используются в ювелирной промышленности, квантовой электронике и других отраслях техники. Камнесамоцветное сырье, кроме традиционного применения в ювелирном деле, перспективно для использования в технических целях. 

[c.4]

    За последнее время используются полупроводниковые термометры сопротивления, так называемые термисторы. Такими термометрами обычно измеряют температуру в области от —70° С до +200° С. [c.27]

    Термометры сопротивления изготовляют из металлов, которые при изменении температуры заметно меняют свое электрическое сопротивление. В качестве материала для промышленных термометров сопротивления обычно используют платину, медь или никель. Однако способность изменять сопротивление в зависимости от температуры присуща также и полупроводникам вполне возможно, что по мере усовершенствования полупроводниковых материалов они найдут широкое применение в термометрах сопротивления. 

[c.384]

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ В ПАРАХ РАСТВОРИТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО термометра сопротивления [c.137]

    В верхней части камеры имеются два тубуса И. В один из них вставлен полупроводниковый термометр сопротивления 10. Па чувствительный элемент [c.137]

    Для измерения температуры до 1 000°С используют проволочные термометры сопротивления. Применение термисторов (полупроводниковых термометров сопротивления), благодаря их высокой чувствительности, дает возможность измерять температуру в узком диапазоне. 

[c.532]

    НОЙ очистке. Она осуществляется различными способами. Один из важнейщих методов получения высокочистого германия — это зонная плавка (см. 193). Для придания очищенному германию необходимых электрических свойств в него вводят очень небольшие количества определенных примесей. Такими примесями служат элементы пятой и третьей групп периодической системы, например, мышьяк, сурьма, алюминий, галлий. Полупроводниковые приборы из германия (выпрямители, усилители) широко применяются в радио- и телевизионной технике, в радиолокации, в счетно-решающих устройствах. Из германия изготовляют также термометры сопротивления. 

[c.505]

    Полупроводниковые термометры сопротивления — термисторы — по сравнению с медными и платиновыми термометрами сопротивления имеют ряд преимуществ 1) бо.тее высокую чувствительность,что позволяет упростить схему вторичного прибора 2) меньшую инерционность (постоянная времени у них 0,1—50 с) 3) компактность  [c.134]

    Для установления и автоматического поддержания температуры термостатов колонок и детекторов используются полупроводниковые терморегуляторы пропорционального типа РТ-09 (рис. 58) и РТ-17. В качестве силовых исполнительных элементов применены кремниевые управляемые вентили (тиристоры), позволяющие плавно изменять выделяемую нагревателями мощность от нуля до максимального значения. В мостовую схему терморегуляторов входит платиновый термометр сопротивления, находящийся в термостате, и потенциометр задания температуры, связанный с температурной шкалой. Терморегуляторы построены по одной принципиальной схеме и отличаются только предусмотренной для терморегулятора колонок РТ-09 возможностью подключения программатора температуры. 

[c.117]


    Прогресс, достигнутый в последнее время в области автоматики, радиоэлектроники и преобразования различных видов энергии, в большой мере обусловлен применением германия в полупроводниковой технике. Он используется для изготовления полупроводниковых элементов — диодов и триодов (транзисторов), заменяющих собой обычные вакуумные радиолампы и отличающихся от них малыми размерами, устойчивостью к вибрации, долговечностью и меньшим расходом электроэнергии. Эти полупроводниковые элементы изготавливаются десятками и сотнями миллионов штук в год [П. Германиевые выпрямители по сравнению с селеновыми имеют больший коэффициент полезного действия при меньших размерах вследствие этого они находят все большее применение. Есть силовые германиевые выпрямители, пропускающие ток в десятки тысяч ампер. Применяются германиевые датчики эффекта Холла и многие другие полупроводниковые устройства [2. В последнее время большое внимание уделяется устройствам с применением монокристаллических германиевых пленок. Из элементарного германия изготавливают линзы для приборов инфракрасной оптики (германий прозрачен для инфракрасных лучей), дозиметры ядерных частиц, анализаторы в рентгеновской спектроскопии. Германий с добавкой индия применяется для низкотемпературных термометров сопротивления, работающих при температуре жидкого гелия [2]. 
[c.349]

    На фиг. 52 приведены кривые для термосопротивлений ММТ-4 и КМТ-4, характеризующие зависимость R = f (t). На этом же графике дана для сравнения характеристика медного стандартного термометра сопротивления. Конструктивно полупроводниковые термосопротивления обычно выполняются цилиндрическими или в виде бусинок размерами от десятых долей до десятков миллиметров. [c.109]

    Фиг. 107, а дает представление о разнице между характером изменения сопротивления проволочных термометров сопротивления (линия 1) и полупроводниковых термометров сопротивления (линия 2). Легко видеть, что с понижение . температуры сопротивление термисторов быстро возрастает. [c.233]

    Многие типы фотоэлементов нечувствительны к электромагнитному излучению с длиной волны более 1 мкм, поэтому ИК-излу-чение обнаруживают и измеряют по вызываемому им тепловому эффекту с помощью чувствительной термопары, термометра сопротивления или полупроводниковых и пневматических детекторов. [c.78]

    Полупроводниковые приборы используются и в сельском хозяйстве. Влажность воздуха, изменения температуры и атмосферного давления — все это внешние факторы, закономерно изменяюш,ие сопротивление полупроводника прохождению тока. Измеряя сопротивление полупроводника, удается определять температуру поверхности листьев растений или температуру почвы па разной глубине. При помоши полупроводниковых термометров сопротивления можно поддерживать необходимую температуру в животноводческих помещениях, предупреждать перегрев зерна при хранении, решать многие другие задачи. [c.246]

    Термометры сопротивления. Чувствительным элементом этих термометров служат металлические или полупроводниковые термосопротивления, которые включают в одно из плечей мостовой схемы (см. рис. 32, г). Для устранения погрешностей, связанных с изменением общего сопротивления вследствие изменения температуры в подводящих проводах, термосопротивления подключают к мосту по так называемой трехпроводной схеме (рис. 64, а). В этой схеме изменение температуры вызывает одновременное изменение сопротивления двух подводящих проводов, находящихся в соседних плечах моста, что не отражается на точности измерений. Для большей точности измерений в схеме имеется переменное сопротивление При изменении температуры и соответственно сопротивления стрелка нуль-гальванометра НГ отклоняется от нуля. Изменяя сопротивление НЗ, добиваются, чтобы стрелка снова вернулась на нуль (нулевое положение фиксируется значительно точнее, чем, другие положения на шкале). Рукоятка НЗ связана со стрелкой шкалы вторичного прибора. Такую схему, работающую по компенсационному методу, называют схемой равновесного моста. [c.122]

    Полупроводниковые термометры сопротивления, или термисторы (рис. 88,г), имеют начальное сопротивление несколько тысяч Ом. Поэтому сопротивление подводящих проводов не вносит существенной погрешности в измерение, чувствительность терми- [c.202]

    Работа электрических термометров сопротивления основана на использовании изменения электрического сопротивления металлических проводников при изменении температуры. Чувствительный элемент прибора изготавливается из платиновой проволоки толщиной 0,05—0,07 мм, при измерении температур в пределах от —120 до 500° С, или из медной проволоки толщиной 0,1 мм, при измерении температур до 150° С, и из полупроводниковых материалов (сплав кобальта и марганца), при измерении температур до 300° С. [c.87]

    Применение. Г.-полупроводниковый материал, используемый в виде монокристаллов очень высокой чистоты для изготовления диодов, транзисторов, фотодиодов и фоторезисторов. Из него производят датчики Холла, линзы для приборов ИК-техники, рентгеновской спектроскопии и детекторы ионизирующих излучений (чувствительность 10 ат/см ), термометры сопротивления, эксплуатируемые при т-ре жидкого Не. Сплавы Г. с Аи, обладающие высокой твердостью и прочностью, используют в ювелирной и зубопротезной технике для прецизионных отливок. Сплавы с Si или с В-высокоэффективные термоэлектрич. материалы, с Nb и -сверхпроводники, с А1, 81 и Ре-тер-моэмиссионные материалы, с Мп и А1-магнитные. Нек-рые сплавы Г. применяют в кач-ве припоев (напр., с А1, 51 и Аи), антикоррозионных покрытий (со 8п или со 8Ь). [c.532]

    В настоящее время промьппленностью освоен выпуск полупроводниковых термометров сопротивления бусинкового типа КМТ-1 и КМТ-14, отличающихся повышенной чувствительностью. [c.87]

    Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления материалов с температурой. В проводниковых термометрах сопротивления электрическое сопротивление увеличивается с повышением температуры, в полупроводниковых — уменьшается. [c.185]

    Сведения о термосопротивлениях, выпускаемых в СССР, можно найти в книге И. Т. Ш е ф т е л ь, Полупроводниковые термосопротивления, Физматгиз, 1958. О приборах для измерения разности температур с применением полупроводниковых термометров сопротивления см. статью М. А. Каганова и Ю. Л. Розенштока в сборнике Приборы для исследования физических свойств газов, жидкостей и контроля теплоэнергетических параметров , № 33-63-471/6, ГОСИНТИ, 1963.— Прим. перев. [c.94]

    Полупроводниковые термометры обладают высокой чувствительностью, но точ-Fio Tb их меньше, чем у платиновых термометров сопротивления. [c.463]

    Это вызвало появление электрометрических способов измерения температурной депрессии с применением дифференциальных термопар, электрических термометров сопротивления и термисторов. Наибольшее распространение получили термисторы, представляющие собой полупроводниковые термосопротивления с очень высоким температурным коэффициентом изменения сопротивления. Например, при изменении температуры на 1 °С сопротивление термистора () терм) марки КМТ-14 изменяется на 100 Ом (при Ятеры = = 2500 Ом). Сопротивление термистора можно измерить с погрешностью до 0,1 Ом, что соответствует температурной депрессии в 0,001 °С. Максимальная температура, которую можно измерять с помощью термистора, составляет 300 °С. [c.130]

    Почти во всех современных промышленных рН-метрах, выпускаемых в нашей стране и за рубежом, предусматривается возможность автоматически компенсировать влияние изменений температуры контролируемой жидкости на показания прибора. Поправки на температуру вносятся в схему посредством термометров сопротивления или полупроводниковых элементов, погружаемых в измеряемую среду рядом с электродами. С точки зрения надежности рН-метра и удобства его обслуживания, наличие дополнительных деталей в датчике, соединительных линий и цепей в измерительной схеме преобразователя нежелательно. Поэтому при контроле растворов, у которых величина pH близка к изопотенциаль-ной точке используемой электродной системы, а также в случае незначительных или медленных изменений температуры автоматическую компенсацию применять не следует. [c.28]

    В последнее время в качестве термочувствительных элементов, используют полупроводниковые сопротивления (термисторы). Они серийно выпускаются нашей промышленностью (КМТ-1, ММТ-1, ТОС-М и т. д.). Полупроводниковые элементы имеют-гораздо большую-чувствительность,- чем металлические, однако их характеристики не отличаются постоянством, и это не дает пока возможности рекомендовать их для широкого применения при точных измерениях. То ж следует сказать и о термометрах сопротивления из тугоплавких окислов (Т10г, МдО и т. д.), которые позволяют измерять температуры до 2100° С. [c.71]

    Термометры сопротивления. Термометром сопротивления называют прибор, преобразующий изменения температуры в соответствующие изменения электрического сопротивления. Он состоит из чувствительного элемента — металлического или полупроводникового терморезистора (см. рис. 40) с защитной и присоединительной арматурой и вторичного прибора, который преобразует изменение сопротивления в перемещение стрелки. Вторичный прибор включает в себя электрическую схему для преобразования изменения сопротивления в изменение силы тока или напряжения (см. рис. 34) и устройство для преобразования активных электрических величин в перемещение стрелки (см. рис. 35 и 36). [c.133]

    Температуру семян измеряют в складах при помощи термоштанг или путем установки во многих точках термометров сопротивления (для температур до 100° С), а также полупроводниковых термометров и установок типа ЭТС-25 для автоматической сигнализации повышения температуры семян в складах при самосогревании. [c.297]

    Для наблюдения за температурой всей массы семян поверхность насыпи разбивают на отдельные секции примерно по 100 м . В каждую секцию в шахматном порядке вставляют термоштанги или штанги с термометрами сопротивления или полупроводниковыми датчиками. При измерении температуры с помощью термоштанг последние периодически перемещают в пределах секции. [c.297]

    В этой связи перспективным оказывается применение на холодильных установках полупроводниковых термометров сопротивлений, получивших название термисторов. В отличие от проводниковых материалов, у полупроводниковых материалов (двуокись урана, окись марганца и др.) удельное электрическое сопротивление уменьшается с повышением температуры, т. е. термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления а . Связь между температурой и сопротивлением у тер.мисторов описывается экспоненциальным уравнением вида  [c.232]


9. Терморезисторы — СтудИзба

Глава 9

ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ

§ 9.1. Назначение. Типы терморезисторов

Терморезисторы относятся к параметрическим датчикам температуры, поскольку их активное сопротивление зависит от тем-гературы. Терморезисторы называют также термометрами сопро­тивления или термосопротивлениями. Они применяются для !змерения температуры в широком диапазоне от —270 до 1600°С.

Если терморезистор нагревать проходящим через него электри­ческим током, то его температура будет зависеть от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Так как интенсивность тепло­обмена зависит от физических свойств газовой или жидкой среды (например, от теплопроводности, плотности, вязкости), в которой сходится терморезистор, от скорости перемещения терморезисто­ра относительно газовой или жидкой среды, то терморезисторы ис­пользуются и в приборах для измерения таких неэлектрических величин, как скорость, расход, плотность и др.

Различают металлические и полупроводниковые терморезисто­ры. Металлические терморезисторы изготовляют из чистых метал­лов: меди, платины, никеля, железа, реже из молибдена и воль­фрама. Для большинства чистых металлов температурный ко­эффициент электрического сопротивления составляет примерно (4—6,5)10-3 1/°С, т. е. при увеличении температуры на 1°С со-противление металлического терморезистора увеличивается на 0,4— 0,65%. Наибольшее распространение получили медные и платино­вые терморезисторы. Хотя железные и никелевые терморезисторы имеют примерно в полтора раза больший температурный коэффи­циент сопротивления, чем медные и платиновые, однако применя­ются они реже. Дело в том, что железо и никель сильно окисляют­ся и при этом меняют свои характеристики. Вообще добавление в металл незначительного количества примесей уменьшает темпе­ратурный коэффициент сопротивления. Сплавы металлов и окис­ляющиеся металлы имеют низкую стабильность характеристик. Однако при необходимости измерять высокие температуры прихо

дится применять такие жаропрочные металлы, как вольфрам и
молибден, хотя терморезисторы из них имеют характеристики не­
сколько отличающиеся от образца к образцу.                             ‘

Широкое применение в автоматике получили полупроводнико­
вые терморезисторы, которые для краткости называют термисто-
рами. Материалом для их изготовления служат смеси оксидов мар­
ганца, никеля и кобальта; германий и кремний с различными пои-
месями и др.                                                                                         к

По сравнению с металлическими терморезисторами полупровод­никовые имеют меньшие размеры в большие значения номиналь­ных сопротивлений. Термисторы имеют на порядок больший тем­пературный коэффициент сопротивления (до —6 10-2 1/°С) Но этот коэффициент —отрицательный, т. е. при увеличении темпера­туры сопротивление термистора уменьшается. Существенный не­достаток полупроводниковых терморезисторов по сравнению с ме­таллическими—непостоянство температурного коэффициента со­противления. С ростом температуры он сильно падает, т. е. термис-тор имеет нелинейную характеристику. При массовом производст­ве термисторы дешевле металлических терморезисторов, но имеют больший разброс характеристик.

Рекомендуемые файлы

§ 9.2. Металлические терморезисторы

Сопротивление металлического проводника R зависит от температуры:

где С — постоянный коэффициент, зависящий от материала и кон­структивных размеров проводника; а —температурный коэффици-ент сопротивления; е — основание натуральных логарифмов.

Абсолютная температура (К) связана с температурой в гра­дусах Цельсия соотношением Т К=273+Т°С.

Определим относительное изменение сопротивления проводника при его нагреве. Пусть сначала проводник находился при началь­ной температуре Т0и имел сопротивление . При нагреве до температуры Т его сопротивление RT = T. Возьмем отношение

 

  Известно, что функцию вида е* можно разложить в степенной ряд:


 

 Так как величина а для меди сравнительно мала и в диапазоне температур до +150°С может быть принята постоянной а=4,3-10-з 1/°с, то и произведение а (Г— Т0) в этом диапазоне температур меньше единицы. Поэтому не будет большой ошибкой пренебречь при разложении членами ряда второй степени и выше сопротивление при температуре Т через начальное со­противление при То

Медные терморезисторы выпускаются серийно и обозначаются ТСМ (термосопротивления медные)   с соответствующей   градуировкой:

Медные терморезисторы выпускаются серийно и обозначаются ТСМ (термосопротивления медные)   с соответствующей   градуировкой:

гр. 23 имеет сопротивление 53,00 Ом при 0°С; гр. 24 имеет сопро­тивление 100,00 Ом при 0°С. Медные терморезисторы выполняют­ся из проволоки диаметром не менее 0,1 мм, покрытой для изо­ляции эмалью.

Для платиновых терморезисторов, которые применяются в бо­лее широком диапазоне температур, чем медные, следует учиты­вать зависимость температурного коэффициента сопротивления от температуры. Для этого берется не два, а три члена разложения в степенной ряд функции е*.

В диапазоне температур от —50 до 700°С достаточно точное является формула

где для платины =3,94 10-3 1/°С,  = 5,8 10-7 (1/°С)2.

Платиновые терморезисторы выпускаются серийно и обознача­ются ТСП (термосопротивления платиновые) с соответствую­щей градуировкой; гр. 20 имеет сопротивление 10,00 Ом при 0°С, гр. 21—46,00 Ом; гр. 22—100,00 Ом. Платина применяется в виде неизолированной проволоки диаметром 0,05—0,07 мм.

В табл. 9.1 приведены зависимости сопротивления металличе­ских терморезисторов от температуры; они называются стандарт­ными градуировочными таблицами.

На рис. 9.1 показано устройство платинового термометра сопро­тивления. Сам терморезистор выполнен из платиновой проволо­ки 1, намотанной на слюдяную пластину 2 с нарезкой. Слюдяные накладки 3 защищают обмотку и крепятся серебряной лентой 4. Се­ребряные выводы 5 пропущены через фарфоровые изоляторы 6. Термосопротивление помещается в металлический защитный че­хол 7.

 

§ 9.3. Полупроводниковые терморезисторы

Сопротивление полупроводниковых терморезисторов (термисторов) резко уменьшается с ростом температуры. Их чувст­вительность значительно выше, чем металлических, поскольку тем­пературный коэффициент сопротивления полупроводниковых тер­морезисторов примерно на порядок больше, чем у металлических. Если для металлов = (4-6)*10-3 1/°С, то для полупроводнико­вых терморезисторов ||>4*10-2 1/°С. Правда, для термисторов этот коэффициент непостоянен, он зависит от температуры и им редко пользуются при практических расчетах.

Основной   характеристикой   терморезистора   является   зависи­мость его сопротивления от абсолютной температуры Т:

где А — постоянный коэффициент, зависящий от материала и кон­структивных размеров термистора; В — постоянный коэффициент, зависящий от физических свойств полупроводника; е — основание натуральных логарифмов.

Сравнение формулы (9.6) с формулой (9.1) показывает, что у термисторов с ростом температуры сопротивление уменьшается, а у металлических терморезисторов — увеличивается. Следовательно, у термисторов температурный коэффициент сопротивления имеет отрицательное значение.

Вообще чувствительность терморезистора (как датчика темпе­ратуры) можно оценить как относительное изменение его сопро­тивления (R/R), деленное на вызвавшее это изменение прираще­ние температуры:

Для металлического терморезистора чувствительность можно полу­чить дифференцируя (9.4). Следовательно, , т. е. именно тем­пературный коэффициент сопротивления определяет чувствитель­ность.

Для полупроводникового терморезистора   (термистора)   чувст­вительность получим, дифференцируя (9.6):

Из (9.9) видно, что чувствительность термистора имеет нелиней­ную зависимость от температуры.

Серийно выпускаются медно-марганцевые (тип ММТ) и кобаль-тово-марганцевые (тип КМТ) термисторы. На рис. 9.2 показаны за­висимости сопротивления от температуры для термисторов этих ти­пов и для сравнения — для медного терморезистора. Величина В для термисторов составляет 2—5 тыс. К (меньше — для ММТ, боль­ше для КМТ).

Электрическое сопротивление термистора при окружающей тем­пературе +20°С называют номинальным или холодным сопротив­лением. Для термисторов типов ММТ-1, ММТ-4, ММТ-5 эта вели­чина может составлять 1—200 кОм, а для типов КМТ-1, ММТ-4 — от 20 до 1000 кОм.

Верхний диапазон измеряемых температур для типа ММТ — 120°С, а для типа КМТ— 180°С.

Термисторы выпускаются в различных конструктивных испол­нениях: в виде стерженьков, дисков, бусинок. На рис. 9.3 показаны некоторые конструкции термисторов.

Термисторы типов ММТ-1, КМТ-1 (рис. 9.3, а) внешне подобны высокоомным резисторам с соответствующей системой герметиза­ции. Они состоят из полупроводникового стержня /, покрытого эма-

левой краской, контактных колпачков 2 с токоотводами 3. Термис-торы типов ММТ-4 и КМТ-4 (рис. 9.3, б) также состоят из полу­проводникового стержня 1, контактных колпачков 2 с токоотвода­ми 3. Кроме покрытия эмалью стержень обматывается металличе­ской фольгой 4, защищен металлическим чехлом 5 и стеклянным изолятором 6. Такие термисторы применимы в условиях повышен­ной влажности.

На рис. 9.3, в показан термистор специального типа ТМ-54 — «Игла». Он состоит из полупроводникового шарика / диаметром от 5 до 50 мкм, который вместе с платиновыми электродами 2 впрессован в стекло толщиной порядка 50 мкм. На расстоянии около 2,5 мм от шарика платиновые электроды приварены к выводам 3 из никелевой проволоки. Термистор вместе с токоотводами поме­щен в стеклянный корпус 4. Термисторы типа МТ-54 обладают очень малой тепловой инерцией, их постоянная времени порядка 0,02 с, и они используются в диапазоне температур от —70 до 4-250°С. Малые размеры термистора позволяют использовать его, например, для измерений в кровеносных сосудах человека.

§ 9.4. Собственный нагрев термисторов

Термисторы применяются в самых различных схемах ав­томатики, которые можно разделить на две группы. В первую груп­пу входят схемы с термисторами, сопротивление которых определя­ется только температурой окружающей среды. Ток, проходящий при этом через термистор, настолько мал, что не вызывает допол­нительного разогрева термистора. Этот ток необходим только для измерения сопротивления и для термисторов типа ММТ составляет около 10 мА, а для типа КМТ— 2—5 мА. Во вторую группу вхо­дят схемы с термисторами, сопротивление которых меняется за счет

собственного нагрева. Ток, проходящий через термистор, разогрева­ет его. Поскольку   при повышении   температуры   сопротивление уменьшается, ток увеличивается, что приводит к еще большему вы­делению теплоты. Можно сказать, что в данном случае проявля­ется положительная обратная связь. Это позволяет получить в схе­мах с термисторами своеобразные характеристики релейного типа. На рис. 9.4, а показана вольт-амперная характеристика термис-тора. При малых токах  влияние собственного нагрева незначительно и сопротивление термистора практически остается постоянным. Следовательно, напряжение на термисторе растет про­порционально току (участок ОА). При дальнейшем увеличении то­ка (/>/доп) начинает сказываться собственный нагрев термистора, сопротивление его уменьшается. Вольт-амперная   характеристика изменяет свой вид, начинается ее «падающий» участок АБ. Этот участок используется для создания на базе термистора схем тер­мореле, стабилизатора напряжения и др.

Резко выраженная нелинейность вольт-амперной характеристи­ки термистора позволяет использовать его в релейном режиме. На рис. 9.4, б представлена схема включения, а на рис. 9.4, в — харак­теристика термистора в этом режиме. Если в цепи термистора от сутствует добавочное сопротивление(RДОБ0), то при некотором значении напряжения ток в цепи термистора резко увеличивается, что может привести к разрушению термистора (кривая UTна рис. 9.4, в). Для ограничения роста тока необходимо в цепь тер­мистора RTвключить добавочный резистор RДОБ(рис. 9.4, б) с пря­молинейной характеристикой (кривая URна рис. 9.4, в). При гра­фическом сложении этих двух характеристик {Ut+Ur) получим общую вольт-амперную характеристику U0(имеющую S-образный вид на рис. 9.4, в). Эта характеристика похожа на характеристику бесконтактного магнитного реле (см. гл. 26). Рассмотрим по этой характеристике процесс изменения тока I в цепи (рис. 9.4, б) при плавном увеличении напряжения питания U0При достижении значения напряжения срабатывания Ucp(этому напряжению со­ответствует ток I1) ток скачком возрастает от значения 1 до су­щественно большего значения /2. При дальнейшем увеличении на­пряжения ток будет плавно возрастать от I2. При уменьшении на­пряжения ток вначале плавно уменьшается до значения I3(этому току соответствует напряжение отпускания U0T), а затем скачком падает до значения /4, после чего ток плавно уменьшается донуля. Скачкообразное изменение тока происходит не мгновенно, а посте­пенно из-за инерционности термистора.

§ 9.5. Применение терморезисторов

При использовани терморезисторов в качестве датчиков систем автоматики различают два основных режима. В первом ре­жиме температура терморезистора практически определяется толь­ко температурой окружающей среды. Ток, проходящий через тер­морезистор, очень мал и практически не нагревает его. Во втором режиме терморезистор нагревается проходящим по нему током, а температура терморезистора определяется изменяющимися усло­виями теплоотдачи, например интенсивностью обдува, плотностью окружающей газовой среды и т. п.

При использовании терморезисторов в первом режиме они иг­рают роль датчиков температуры и называются обычно термомет­рами сопротивления. Наибольшее распространение получили тер­мометры сопротивления типов ТСП (платиновые) и ТСМ (медные), включаемые в мостовую измерительную схему.

В процессе измерения температуры с помощью термометров со­противления могут возникать следующие погрешности: 1) от ко­лебания напряжения питания; 2) от изменения сопротивления со­единительных проводов при колебаниях температуры окружающей среды; 3) от собственного нагрева датчика под действием проте­кающего через него тока.

Рассмотрим схему включения термометра сопротивления (рис. 9.5), в которой приняты меры для уменьшения отмеченных трех видов погрешностей. Для уменьшения погрешности от колебаний питания используется измерительный прибор логомет.-рического типа (см. гл. 2). Угол отклонения подвижной системы логометра пропорционален отношению токов в двух катушках, од­на из которых создает вращающий, а вторая — противодействую­щий моменты. Через одну катушку проходит ток разбаланса, за­висящий от сопротивлеия терморезистора Rt. Вторая катушка пи­тается тем же напряжением, что и мостовая измерительная схема.

При колеоаниях напряжении питания

одновременно будут изменяться токи в обеих катушках, а их отношение бу­дет оставаться постоянным.

В автоматических уровновешенных мостах колебание напряжения пита­ния не приводит к появлению пропор­циональной погрешности измерения, незначительно изменяется лишь порог чувствительности.

Для уменьшения погрешности от изменения сопротивления соединитель­ных проводов необходимо правильно выбирать сопротивление датчика. Эта погрешность сводится к минимуму, ес­ли сопротивление датчика выбрать из условия  намного больше Rпр, где Rпр— сопротив­ление соединительных проводов. При больших расстояниях (сотни метров) Rпр может достигать 3—5 ОмЛЕще од­ним способом уменьшения погрешно­сти от температурных изменений со-

противления соединительных проводов является применение «п»-гопроводных схем. На рис. 9.5 показана схема включения датчи­ка RДв мостовую схему посредством трех проводов (а, б, в). Со­противления проводов а и б включены в смежные плечи моста, поэтому одновременное их изменение не нарушает равновесия мос­та. Сопротивление проводов b вообще не входит в мостовую схе­му. Погрешность за счет самонагрева датчика может быть учтена при градуировке шкалы измерительного прибора.

При быстром изменении температуры появляется динамическая погрешность, обусловленная тепловой инерцией датчика. Переда­ча теплоты от измеряемой среды к терморезистору происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени.

Для количественной оценки тепловой инерции датчика пользу­ются понятием «постоянная времени»:

коэффициент теплопередачи; s — поверхность соприкосновения дат­чика со средой.

Если холодный датчик поместить в среду с температурой Тср(°С), то его температура будет изменяться во времени по сле­дующему закону:

Чем больше постоянная времени т, тем больше пройдет времени, пока температура датчика сравняется с температурой среды. За время  датчик нагреется только до температуры Тср=0,63°С,

а за время / до температуры Т,ср=0>99оС. Графиком уравне­ния   (9.11)   является экспонента, показанная на  рис.   1.3, в.

В лекции «9. Билеты для самотестирования по ключевым вопросам» также много полезной информации.

Рассмотрим теперь некоторые примеры использования собст­венного нагрева терморезисторов в устройствах для измерения раз­личных физических величин, косвенно связанных с температурой.

Автоматическое измерение скорости газового потока проводится с помощью термоапемометра. Датчик этого прибора (рис. 9.6, а) состоит из терморезистора, представляющего собой тонкую пла­тиновую проволоку /, припаянную к двум манганиновым стерж­ням 2, закрепленным в изоляционной втулке 3. С помощью выводов 4 терморезистор включается в измерительную схему. Через термо­резистор пропускается ток, вызывающий его нагрев. Но темпера­тура (а следовательно, и сопротивление) терморезистора будет оп­ределяться скоростью газового потока, в который помещен дат­чик. Чем больше будет эта скорость, тем интенсивнее будет отво­диться теплота от терморезистора. На рис. 9.6, б показана градуи-ровочная кривая термоанемометра, из которой видно, что при уве­личении скорости примерно вдвое сопротивление терморезистора уменьшается примерно на 20%.

На аналогичном принципе основана работа электрического га­зоанализатора. Если взять два одинаковых саморазогреваемых тер­морезистора и поместить один в камеру, наполненную воздухом, а другой — в камеру, наполненную смесью воздуха с углекислым газом СО2, то из-за различной теплопроводности воздуха и угле­кислого газа сопротивление терморезисторов будет разным. Так как теплопроводность углекислого газа значительно меньше тепло­проводности воздуха, то и отвод теплоты от терморезистора в ка­мере с С02 будет меньше, чем от терморезистора в камере с воз­духом. По разнице сопротивлений терморезисторов можно судить о процентном содержании углекислого газа в газовой смеси.

Зависимость теплопроводности газа от его давления позволя­ет использовать терморезисторы с собственным нагревом в элек- • трическнх вакуумметрах. Чем глубже вакуум ( т. е. более разре­жен газ), тем хуже условия теплоотдачи с поверхности терморезис­тора, помещенного в вакуумную камеру. Если через терморезис­тор пропускать ток для его нагрева, то температура терморезисто­ра будет возрастать при уменьшении давления контролируемого газа.

Таким образом, с помощью терморезисторов можно измерять скорости и расход газов и жидкостей, давление и плотность газов, определять процентное содержание газов в смеси. Кроме платины в таких приборах используют вольфрам, никель, полупроводниковые терморезисторы. Для того чтобы исключить влияние колебаний температуры окружающей среды, стремятся обеспечить достаточ­но интенсивный собственный нагрев (до 200—500°С).

Yamaha — техника в Крым

Черная, лакированная, со слегка выпуклыми боковыми панелями Yamaha NS-777, обладая рекордными габаритами, по весу занимает лишь почетное второе место: стенки колонок изготовлены из 12-мм плит MDF. Жесткость оформления повышают горизонтальные распорки. Внутри — минимум поглотителя. Полупрозрачные мембраны обоих басовиков и среднечастотника — из фирменного композитного полимера PMD (Polymer Injected Mica Diaphragm). Звуковые катушки драйверов намотаны проводом прямоугольного сечения. Изнутри СЧ-головка блокирована заглушенным пластиковым колпаком. Высокие частоты излучает твитер с алюминиевой купольной мембраной, оборудованный рассеивающей линзой. Разделительные фильтры собраны на неполярных электролитических конденсаторах и катушках индуктивности с ферритовыми сердечниками. Крупный порт фазоинвертора — на задней стенке. Колонки устанавливаются на «стрельчатые» выносные опоры, в которые вворачиваются шипы. Превосходная «широкополосная» динамика — важнейшее достоинство большой «Ямахи» и основа благообразия ее звукового имиджа. Дистанция между концертными forte и piano — как в натуре; хочется воскликнуть: «Верю!» Добавьте к этому отличное качество баса — яркого, мощного, глубокого. Тональный баланс, скорее, нейтральный; небольшое подчеркивание высоких частот даже на классике не воспринимается в негативном контексте, а уж на тяжелом роке и подавно. Каких-либо разрушительных последствий, связанных с особенностями измеренной частотной характеристики (см. технический комментарий), замечено не было; лишь образ пространства представляется немного обобщенным. NS-777 превосходно играет классику, «по полной программе» заряжает слушателя энергетикой роковых композиций. Система — бескомпромиссный театральный фронт. Высота, мм — 1100Ширина, мм — 276Глубина, мм — 390Масса — 24,4

Альтернативы ртутному термометру

: Термистор | NIST

Схема термистора, красный цвет указывает на типичное размещение резистора

Термисторы

(терморезисторы) основаны на очень хорошо изученных отношениях между температурой и электрическим сопротивлением в различных полупроводниковых материалах.

Вместо металлических датчиков, как в платиновых термометрах сопротивления (PRT), в термисторах обычно используются полимеры или керамика — обычно полупроводники, изготовленные путем спекания смесей оксидов металлов, таких как марганец, никель, кобальт, медь, железо и др.

В зависимости от состава датчика термисторы могут показывать повышенное или пониженное сопротивление при повышении температуры. Большинство коммерческих моделей представляют собой блоки с «отрицательным температурным коэффициентом», сопротивление которых уменьшается с температурой. Модели с положительным температурным коэффициентом обычно используются для специализированных приложений в очень узком диапазоне температур, в первую очередь в качестве устройств управления и безопасности.

Оба типа работают лучше всего при температуре от -50 ° C до примерно 100 ° C.Повышенные температуры приводят к чрезмерному старению термистора и его дрейфу.

Термисторы

обладают высокой стабильностью при использовании в узком диапазоне температур от 0 ° C до 50 ° C и могут иметь погрешность менее 0,001 ° C. Эта чувствительность, которая существенно выше, чем у PRT в том же диапазоне, является результатом того факта, что сопротивление термистора изменяется более чем в 300 раз от –50 ° C до 90 ° C (около 4 процентов на градус Цельсия), тогда как сопротивление термистора изменяется более чем в 300 раз. PRT показывает изменение сопротивления около 0,4% на градус в том же диапазоне.

Типичные размеры терморезисторного зонда варьируются от менее миллиметра до примерно 2 см в диаметре и могут иметь форму бусинок, стержней, шайб или стружки. Датчики обычно залиты эпоксидной смолой или герметично закрыты стеклом. Частые применения, помимо измерения температуры, включают температурную компенсацию в электрических цепях, контроль температуры, измерения уровня жидкости, измерения мощности, теплопроводности, биомедицинские приложения и контроль уровня мощности.

NIST калибрует эти устройства от -50 ° C до 100 ° C и других диапазонов температур по специальному запросу.

Типичные термисторные датчики рядом с десятицентовиком для сравнения размеров

Преимущества

  • Легко уменьшить
  • Прочный
  • Быстрое время отклика
  • Простота использования
  • Недорого
  • Высокая чувствительность (погрешность калибровки 1 мК в диапазоне температур 50 ° C)
  • Для точечного зондирования можно использовать мелкие шарики
  • Стабильность: 4000 ч при 100 ° C; бусинка в стекле: 0.От 003 ° C до 0,02 ° C; диск: от 0,01 ° C до 0,02 ° C

Недостатки

  • Малый температурный диапазон
  • Устройство нелинейное
  • Требуется частая проверка калибровки при t> 100 ° C
  • Взаимозаменяемость ограничена, если термисторы не согласованы.
  • Самонагрев может быть большим

Термистор — обзор | Темы ScienceDirect

3 Применение оксидных терморезисторов PTC

Первые приложения термисторов PTC использовали низковольтную коммутационную характеристику зависимости сопротивления от температуры в качестве устройства защиты от перегрева.Электродвигатели и трансформаторы обычно рассчитаны на работу при температурах всего на 20–30 ° C ниже максимально допустимого предела изоляции обмотки. Любое неисправное состояние оборудования неизменно приводит к повышению температуры обмотки с высокой вероятностью пробоя изоляции. Небольшой термистор PTC с температурой переключения, равной номиналу изоляции, вставленный в каждую обмотку двигателя или трансформатора, будет внимательно следить за температурой обмотки и переключаться на высокое сопротивление при превышении максимальной температуры.Чувствительная система защиты от перегрева от перегорания двигателя или трансформатора формируется путем подачи низкого напряжения на схему делителя потенциала, состоящую из термисторов и постоянного резистора, выход схемы подключается к базе переключающего транзистора, который питает реле, управляющее питание двигателя или трансформатора. Подобные датчики перегрева PTC часто используются для защиты силовых транзисторов, для контроля механических подшипников, для систем предупреждения о перегреве (т.е., пожарная сигнализация) и для систем пожаротушения (спринклерных).

Благодаря прогрессивным улучшениям характеристик выносливости по напряжению коммутационных материалов PTC, приложения перешли от поведения этих материалов в зависимости от температуры и сопротивления при нулевой мощности и больше сосредоточились на их самонагревающемся поведении. Для этих приложений актуальны вольт-амперные характеристики термистора с положительным температурным коэффициентом, включенного последовательно с электрической нагрузкой. На рисунке 2 показана типичная вольт-амперная кривая для термистора PTC, подключенного последовательно с резистивной нагрузкой R при приложенном напряжении В, , и , и показаны три возможные рабочие точки схемы.Две из этих точек, P 1 и P 2 , стабильны; третий, P 3 , нестабилен. Когда на цепь подается напряжение В, , , , термистор самонагревается до точки P 1 и остается там в низкоомном, сильноточном, нормальном рабочем состоянии. Защитное состояние с высоким сопротивлением, представленное точкой P 2 для приложенного напряжения V a , может быть достигнуто только тогда, когда максимум тока происходит ниже характеристик резистивной нагрузки.Это может произойти, если приложенное напряжение V a увеличить до V b , температура окружающей среды увеличится с T 1 до T 2 , сопротивление нагрузки уменьшится с R до R ‘ или теплопроводность окружающей среды уменьшается. Следовательно, термистор PTC может использоваться в качестве защитного устройства (например, сбрасываемого предохранителя) для ограничения тока в цепи или приборе до безопасного значения, если напряжение питания, температура или ток превышают критическое значение.Практичные устройства производятся с широким диапазоном устойчивости к напряжению, чтобы соответствовать большинству напряжений источников питания. Типичные применения включают защиту люминесцентных ламп от выхода из строя конденсатора и повторяющихся ошибочных запусков; розетки для бритв от использования неправильного напряжения и неисправной техники; низкоомные акустические системы от перегрузки; вычислители трансформаторов, систем аварийного освещения, монтажных плат телекоммуникационного оборудования и бортовых источников питания на случай отказа компонентов; и оборудование телефонной станции от перебоев в электросети.

Рис. 2. Вольт-амперные характеристики термистора PTC, подключенного последовательно с сопротивлением нагрузки R

Термистор PTC также можно использовать для управления током между двумя заданными пределами в широком диапазоне приложенного напряжения и температуры. Для достижения желаемых предельных значений тока термистор шунтируется постоянным резистором с подходящим значением сопротивления. Одним из важных приложений в Европе является выравнивание линии в телефонных трубках, где термистор компенсирует колебания напряжения, подаваемого на трубки, обеспечивая почти постоянное напряжение для контролируемого уровня голоса.Чувствительность самонагревающегося термистора PTC к изменениям теплопроводности окружающей среды позволяет найти полезное применение в качестве датчика уровня жидкости. За счет увеличения этой чувствительности в стеклянном корпусе специализированные версии термисторов PTC нашли большой рынок для доставки и хранения топлива для систем центрального отопления, работающего на жидком топливе. Цепи были специально разработаны для использования этих компонентов в качестве индикаторов верхнего и нижнего уровня в резервуарах для хранения топлива в домах и квартирах, а также в автоцистернах в широком диапазоне температур окружающей среды.Также существуют приложения для индикации уровня в автомобилях, грузовиках и автобусах, в частности, в полууплотненных резервуарах для жидкостей гидравлической системы, а также для твердых частиц (например, зерна в силосах).

Генерация скачков напряжения — это особый случай ограничения тока, когда цель состоит в том, чтобы пропустить через нагрузку большой ток в течение короткого периода, а затем ограничить ток до более низкого значения. Термисторы с положительным температурным коэффициентом обычно используются для размагничивания (размагничивания) теневых масок цветных телевизионных кинескопов путем пропускания сильного скачка переменного тока через катушку размагничивания для формирования насыщающего поля и последующего уменьшения поля до низкого значения в коротком цикле самонагрева.Асинхронные двигатели и некоторые синхронные двигатели обычно используют вспомогательную обмотку, пропускающую большой ток во время запуска, чтобы инициировать вращение якоря. Поскольку эти обмотки перебегают, ток должен быть отключен или уменьшен в течение нескольких секунд, чтобы избежать перегорания. Центробежные переключатели страдают от недостатков всех подвижных переключателей и постепенно заменяются неподвижными твердотельными устройствами, такими как термистор PTC.

Горячий и холодный

Горячий и холодный

Горячий и холодный

Температура и сопротивление электронных материалов

Цель: цель этой лаборатории — показать, как температура влияет на проводимость (сопротивление) в различных электрических материалах и устройств.

Обзор научных принципов:

Тепло: когда тепло применяется к кристаллическому твердому телу, мы говорим «оно становится горячее »; это означает повышение температуры. На атомном уровне кинетическая энергия количество атомов увеличилось, что означает, что атомы движутся быстрее. Однако в кристаллическое твердое тело, движение атомов ограничено вибрацией вокруг конюшни позиции решетки. С повышением температуры атомы колеблются. на большей амплитуды и отдаляются от своей устойчивой решетки позиции.Этот движение отрицательно влияет на способность материала к провести электрический ток, в результате чего он имеет большую электрическую сопротивление.

Металлы: в металле валентные электроны считаются разделяется всеми положительными ионами. Следовательно, электроны могут свободно двигаться. двигаться повсюду кристаллическая решетка. Электроны беспорядочно перемещаются по всему телу. кристалл пока на материал не будет приложено электрическое поле.Тогда электрическое поле заставляет электроны двигаться в направлении, противоположном полю. Фактически, электроны по-прежнему движутся несколько беспорядочно, но с наложением «дрифт». Это производит ток. При повышении температуры положительный ионы в кристалл вибрирует больше, и происходит больше столкновений между валентными электроны и колеблющиеся ионы. Эти столкновения препятствуют «дрейфующему» движению. принадлежащий валентные электроны, тем самым уменьшая ток.Таким образом, для металл, повышение температуры вызывает повышение сопротивления.

Полупроводники: в полупроводнике при 0 К валентность электроны в заполненных энергетических уровнях (связи образуются электронными парами, заполняющими энергия уровней). Они не реагируют на приложенное электрическое поле к производить ток поток. В присутствии электрического поля движение электрона имеет вид все еще случайный; нет движения в одном направлении (ток не течет).Эти заполненные уровни энергии, которые занимают валентные электроны, образуют валентные группа. В для протекания тока электроны должны перемещаться из заполненного валентная зона пустая зона проводимости. Чтобы сделать этот ход, требуется энергия, которая может быть в форма тепла. (Важно: электроны не движутся из «место» в кристалл назвал валентную полосу в другое «место», названное зона проводимости. Электроны обладают энергией, связанной с валентной зоной, и приобретать достаточно энергии, чтобы иметь энергию, связанную с проводимостью группа.Энергия происходит изменение, а не изменение положения.) При комнатной температуре многие электроны будет иметь энергию, необходимую для перехода в зону проводимости. Как один электрон выходит из валентной зоны в зону проводимости, дыра (вакансия) производится в валентной зоне. Оба электрона в проводимости группа и соответствующие дырки в валентной зоне считаются заряженными перевозчики. Когда к материалу приложено электрическое поле, эти электроны и дыры «дрифт».Электроны в зоне проводимости дрейфуют в направление противоположное к приложенному полю, и отверстия дрейфуют в том же направлении, что и прикладной поле. Таким образом производится ток. Поскольку температура материал увеличивается, большее количество валентных электронов приобретает энергию, достаточную для движения к зона проводимости (создающая дыры), поэтому течет больше тока. это все еще верно что с повышением температуры атомы колеблются сильнее и вызвать больше столкновения с дрейфующими электронами.Однако эта противоположная эффект ничтожно мало по сравнению с увеличением носителей заряда.

Заявки:

Различные типы материалов по-разному реагируют на температуру изменения. А компьютерный инженер, проектирующий схему, должен уметь предсказать, в проводимость каждого материала в устройстве будет в пределах приемлемый диапазон в ожидаемом температурном диапазоне работы устройства.

Время: один час

Материалы и принадлежности:

источник тепла для кипячения воды (предпочтительно плита)

5 стаканов для водных бань

термометр

дроссельные катушки или катушки сопротивления

германиевые диоды

термисторы

светодиоды (светодиоды)

резисторы угольные

стеклянный стержень (5 см)

2 цифровых мультиметра или вольтметр и миллиамперметр

соединители проводные с зажимами типа крокодил

источник питания (от 0 до 12 В постоянного тока)

Общие правила техники безопасности:

* Источник тепла может вызвать ожоги.Соблюдайте осторожность.

* Остерегайтесь поражения электрическим током.

* Осторожно обращайтесь с приборами и образцами.

* Носите защитные очки.

Процедура:

1. Установите пять водяных бань с примерно 100-200 мл воды в мензурки на следующие

температуры: кипения, 75 C, 50 C, 25 C и лед вода.

2. Измерьте температуру каждой ванны термометром. термистор, или

термопара.

3. Для измерения сопротивления устройства (дроссель или сопротивление катушка) настроить

мультиметр для считывания значений сопротивления и подключение, как показано ниже. диаграмма.

4. Осторожно держитесь за выводные провода, чтобы не пережечь пальцы, погрузить

катиться в кипящую водяную баню, пока не установится стабильное значение. получил (для около одного

минуту) и запишите сопротивление в таблице данных.

5. Выполните ту же процедуру для 75, 50, 25 и лед вода.

6. Снимите катушку и присоедините к счетчику другое устройство, следуя тому же

порядок измерения сопротивления.

Данные и анализ:

СОСТОЯНИЕ ТЕМП. C ДРОССЕЛЬНАЯ КАТУШКА ГЕРМАНИЯ
ДИОД
ТЕРМИСТОР
 
R R R R
902 902 902 902 902 9024 9024 902 902 902 902 902 9022 9022
 
 
 
 
Горячая вода 75
 
 
903
 
 
Теплая вода 50
 
 
 
 
 
9022 9022 9022 902
 
Темп. Помещения 25
 
 
 
 
 
902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902
0
 
 
 
 
 
 
 
9024 Для каждого устройства нарисуйте график зависимости температуры (ось x) отсопротивление (ось Y).

Вопросы:

1. Какие образцы имели изменение сопротивления в зависимости от температуры? вырос? Что

направление было это изменение?

2. Что случилось с сопротивлением при повышении температуры? из

проводники, полупроводники? Кажется, изменение линейный?

3. Соответствует ли какой-либо из примеров общим рекомендациям? объяснено в

введение в лабораторию? Объяснять.

4. Опишите движение атомов или ионов в кристаллическом твердом теле. как температура

увеличивается.

5. Что заставляет электроны «дрейфовать»?

6. Опишите движение электронов при протекании тока.

7. Объясните, как повысить температуру полупроводника. уменьшает

сопротивление.

8. Объясните, как повышение температуры металла увеличивает его сопротивление.

Добавочный номер:

Для термистора, график 1 / T (K -1 ) по оси абсцисс и ln R (натуральный логарифм значения сопротивления в омах). Этот график представляет собой прямую линию. Уравнение этой строки:

ln R = (E зазор / 2k) x 1 / T + ln R o

где:

k = 8,62 x 10 -5 эВ / К (больцмановская постоянная)

E gap = энергия запрещенной зоны (разница в энергии между проводимость и валентные зоны) в электрон-вольтах.

Определите наклон линии по графику. (E зазор / 2k) = наклон, от уравнение. Решите это уравнение для E зазора .

Заметки учителя:

* Время подготовки учителя — около 30 минут.

* Катушки сопротивления могут использоваться вместо дроссельной катушки. (Короткий кусочки провода не показывают достаточного сопротивления.)

* Можно попробовать другие виды проволоки, кроме меди.

* Выводы разъемов к устройствам могут быть расширены путем пайки. вкратце длины проволоки.

* Углеродное устройство должно потерять лишь небольшой процент своего помещения. температура сопротивление, но полупроводниковые приборы должны заметно подорожать при низкий температура.

* В качестве примера непроводника можно указать длину стеклянного стержня. проверено.

* Используйте термопару типа K для более низких температур вместе с с некоторыми цифровые мультиметры.

* Термисторные зонды поставляются компанией Vernier.

* Учитель должен продемонстрировать правильное подключение счетчиков и устройств.

* Результаты диодов работают лучше всего, если температура измеряется кипящая вода и ледяная вода.

* Для активности расширения, используя образцы данных, значение E зазор = 0,6 эВ.

Ответы на вопросы:

1. Все устройства меняли свое сопротивление при изменении температуры. измененный.

сопротивление дроссельной катушки (медной проволоки) увеличено как температура

вырос. Сопротивление диода и термистора (которые сделаны из

полупроводниковый материал) уменьшалась по мере того, как температура вырос.

2. Сопротивление проводника линейно увеличивалось. В сопротивление

полупроводник уменьшился, но не линейно.

3.Ответы учащихся будут разными. Устройства действительно реагируют как теоретически предсказано.

4. При повышении температуры атомы или ионы колеблются с больше амплитуда

вокруг их стабильного положения в решетке.

5. При приложении электрического поля электроны вынуждены дрейф.

6. Электроны движутся беспорядочно и движутся в противоположном направлении. Направление

приложенное электрическое поле.

7. С повышением температуры больше электронов имеют энергию необходимо переехать на номер

зона проводимости (больше носителей заряда означает больше Текущий).

8. Большая амплитуда колебаний ионов в решетке вызывает более столкновения с

валентные электроны, что уменьшает дрейф скорость.

Образцы данных и анализ:
9022 9022 9022 76 9022 9022 9022 9022 902 9022 9022 9022 9022
Состояние Температура C Дроссель
Катушка
Германий
Диод
Термистор
 
R 9022 R22 9022 9022 9022 Кипящая вода 100 97 44 98 0.29 98 1,0
 
 
Горячая вода 75 77 41 70 0,63
Теплая вода 50 51 37 44 1,2 42 5,2
 
90mp22 22 1.7 21 11
 
 
Ледяная вода 0 3,5 31 2,8 2,4 3 2,8 2,4

Следующая лаборатория
Полупроводники Содержание
MAST Home Page

Все о датчиках температуры — принцип их работы и их применение

Изображение предоставлено Ольгой Литвинчук / Shutterstock.ком

Термин датчик температуры относится к классу устройств, которые обеспечивают измерение температуры объектов и либо отображают показания напрямую, либо выдают выходной сигнал, значение которого может быть преобразовано в показание температуры. Температура — это фундаментальное измерение тепловой энергии, и ее можно рассматривать как меру средней кинетической энергии атомов и молекул материала.

Существует несколько типов датчиков температуры, используемых в промышленности.В этой статье мы рассмотрим различные типы датчиков температуры и предоставим информацию о том, как они работают, и их применениях. Чтобы узнать больше о других датчиках, ознакомьтесь с нашей связанной статьей Датчики — полное руководство (типы, приложения и поставщики).

Типы датчиков температуры

Датчики температуры обычно относятся к одному из следующих основных типов:

  • Термопары
  • RTD (датчики температуры сопротивления)
  • Термисторные датчики температуры
  • Полупроводниковые датчики температуры
  • Термометры
  • Датчики температуры с вибрирующей проволокой

Большинство из них (за исключением инфракрасных датчиков температуры) являются контактными датчиками, что означает, что датчик или зонд должен физически контактировать с объектом, температура которого измеряется, чтобы получить показания.Инфракрасные датчики измеряют тепловую энергию, излучаемую объектом, чтобы определить его температуру, и поэтому являются бесконтактными датчиками.

За исключением некоторых видов термометров, большинство датчиков температуры спроектированы так, чтобы генерировать выходной электрический сигнал, который используется для определения значения температуры.

Термопары

Термопары измеряют температуру с помощью зонда, созданного путем соединения двух разных металлов вместе, чтобы образовать переход на одном конце, и к которому подключен вольтметр на другом конце.Конец зонда, называемый горячим спаем (где соединяются металлы), используется для контакта с объектом, температура которого измеряется, в то время как другой конец зонда, называемый холодным спаем, находится при эталонной температуре. Будет присутствовать зафиксированная на вольтметре разность потенциалов в вольтах, значение которой пропорционально представляет собой разницу температур между горячим и холодным спаями термопары.

Большинство термопар покрыты защитной оболочкой, чтобы изолировать металлы от температуры окружающей среды и обеспечить некоторую степень защиты от коррозии.Материалы оболочки включают, например, нержавеющую сталь 1316, нержавеющую сталь 304 или инконель 600.

В зависимости от конкретных металлов, используемых для изготовления термопары, устройствам присваивается буквенный тип, например Тип J, K, T, N, E, B, R или S. Каждый из этих типов имеет определенные характеристики, связанные с его температурой. диапазон, вибростойкость, химическая совместимость и области применения. Термопары из недрагоценных металлов являются наиболее распространенными типами J, K, T и E. Так называемые термопары из благородных металлов относятся к типам R, S и B.В таблице 1 ниже перечислены различные типы термопар и их металлический состав.

Таблица 1 — Типы термопар и металлический состав

Термопара Тип

Металлическая композиция

Тип J

Утюг / константан

Тип K

Никель-хром / никель-алюмель

Тип T

Медь / константан

Тип E

Никель-хром / константан

Тип N

Никросил / Нисил

Тип S

Платина Родий — 10% / Платина

Тип R

Платина Родий -13% / Платина

Тип B

Платиновый родий — 30% / Платиновый родий — 6%

Термопары доступны в нескольких стилях, наиболее распространенными из которых являются заземленные термопары.В термопарах этого типа и металлические провода, и оболочка свариваются вместе, образуя единое соединение на конце зонда. Это приводит к очень быстрому времени отклика из-за хорошего теплового соединения, компромисс — большая восприимчивость к электрическим помехам, поскольку оболочка и провод термопары соединены вместе, обеспечивая увеличенный проход внутрь устройства. Незаземленные термопары не имеют оболочки, приваренной к проводам термопары, а изолированы с помощью изолятора.Так называемые термопары с неизолированной проволокой открывают провод термопары непосредственно на датчике, что обеспечивает быстрое время отклика устройства, но также увеличивает риск коррозии и деградации устройства в результате открытого спая. Необычная незаземленная термопара — это термопара, в которой используется двойная конструкция термопары с оболочкой, изолированной от проводов термопары, и каждая термопара также изолирована от другой. Чтобы узнать больше об этих датчиках, ознакомьтесь с нашим руководством по типам термопар.

Термометры сопротивления (резистивные датчики температуры)

Температурные датчики

, сокращенно RTD, представляют собой датчики температуры, которые используют изменение электрического сопротивления проводящего материала для определения значения температуры. Проводники электричества, такие как металл, демонстрируют электрическое сопротивление, которое является мерой относительной легкости, с которой электрический ток будет проходить через проводник при приложении заданного напряжения или разности потенциалов.При изменении температуры электрическое сопротивление, которое измеряется в Омах, также изменяется, причем более высокие температуры приводят к увеличению сопротивления. RTD состоят из резистивного элемента, через который пропускается небольшой электрический ток, обычно в диапазоне 1-5 мА, и измеряется сопротивление. Любые изменения температуры изменят значение измеренного сопротивления, которое можно приравнять к значению температуры, зная свойства материалов, используемых для резистивного элемента.Платина является предпочтительным металлом, используемым в RTD, благодаря тому факту, что она очень стабильна, химически инертна, может работать в большом диапазоне температур и демонстрирует очень сильную линейную зависимость между ее сопротивлением и температурой. Эта последняя характеристика упрощает процесс преобразования электрического сопротивления в показания температуры. Другие варианты резистивных элементов в RTD включают никель и медь. Материал, используемый в RTD, определяется их температурным коэффициентом сопротивления (TCR), который является мерой того, как электрическое сопротивление материала изменяется по отношению к изменению температуры на один градус.Металлы и электропроводящие материалы демонстрируют положительное значение TCR, в то время как полупроводники и неметаллические вещества будут демонстрировать отрицательное TCR, что означает, что они становятся менее резистивными с повышением температуры.

РДТ

обычно изготавливаются либо тонкопленочного, либо с проволочной обмоткой. В RTD пленочного типа используется платина, нанесенная на керамическую пластину, заключенную в стекло, в то время как в RTD с проволочной обмоткой используется платиновая проволока, намотанная на керамический сердечник и герметизированная стеклянным герметиком.С RTD используются различные конфигурации проводки датчиков, обычно 2-проводные, 3-проводные или 4-проводные. Использование 2-х проводов обеспечивает простую схему, но страдает от точности, поскольку сопротивление проводов невозможно изолировать от измеренного значения сопротивления. Трехпроводная конфигурация позволяет проводить два отдельных измерения, позволяя вычесть влияние сопротивления выводов провода из общего измерения сопротивления, обеспечивая значение чистого сопротивления. Четырехпроводная конфигурация позволяет выполнять прямое измерение сопротивления датчика, исключая воздействие выводных проводов.Мост Уитстона обычно используется для измерения сопротивления, связанного с RTD, для определения значений температуры.

Термисторные датчики температуры

Термисторы

, термин, образованный от конкатенации слов THERM ally sensitive res ISTORS , представляют собой устройства для измерения температуры, которые используют свойство изменения электрического сопротивления, которое происходит с температурой, как средство обеспечения показаний для значение температуры.Эти пассивные устройства демонстрируют точное изменение своего электрического сопротивления, которое пропорционально изменениям температуры устройства. Существует два основных типа термисторов — термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC).

Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)

— это термисторы, сопротивление которых уменьшается с повышением температуры, в то время как термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) демонстрируют увеличение электрического сопротивления с повышением температуры.Термистор NTC наиболее часто используется в приложениях для измерения температуры, в то время как термистор PTC используется в приложениях защиты электрических цепей, таких как ограничение пускового тока или защита от перенапряжения для цепи или устройства.

Термисторы

доступны в самых разных материалах, корпусах и формах, включая диск, чип, бусину или стержень, в зависимости от потребности в диапазоне рабочих температур и времени отклика. Они могут быть упакованы или залиты эпоксидной смолой, стеклом, фенольными покрытиями или окрашены.Как правило, это небольшие недорогие датчики температуры, которые обеспечивают быстрое время отклика в ограниченном диапазоне рабочих температур. Они также имеют большее изменение значения сопротивления на единицу изменения температуры, что позволяет повысить чувствительность и точность показаний. Ограничения термисторов заключаются в том, что они имеют нелинейные кривые температурного отклика, в отличие от RTD, и подвержены самонагреву, если токи возбуждения слишком велики. Они также имеют ограниченный температурный диапазон, могут стать нестабильными при более высоких температурах.Температурные кривые также различаются от производителя к производителю, что усложняет взаимозаменяемость.

Термисторы применяются в аэрокосмической, бытовой, автомобильной, коммуникационной, климатической, контрольно-измерительной, медицинской, военной и холодильной отраслях.

Полупроводниковые датчики температуры

Полупроводниковые датчики температуры, иногда называемые твердотельными датчиками температуры, представляют собой датчики температуры, которые изготавливаются в виде небольших схем (SOIC) или других типов корпусов, таких как TO-223, которые затем могут быть установлены на печатные платы (PCB).В устройствах используются полупроводниковые диоды или транзисторы, вольт-амперные характеристики которых зависят от температуры.

К основным типам полупроводниковых датчиков температуры относятся:

  • Датчики температуры на выходе по напряжению
  • Датчики температуры на токовом выходе
  • Датчики температуры с цифровым выходом
  • Датчики температуры на выходе сопротивления
  • Диодные датчики температуры

Датчики температуры этого типа имеют довольно хорошую линейность выходного сигнала с температурой и могут обеспечить разумную точность показаний во всем диапазоне при условии, что они правильно откалиброваны.Однако они имеют ограниченный диапазон температур и не подходят для измерения высоких температур.

Термометры

Термометры — это старейшая и наиболее известная форма датчика температуры, используемая в промышленности и в домашних условиях. Термометры бывают разных типов, одним из самых узнаваемых является жидкостный термометр. Этот тип термометра представляет собой трубку, обычно сделанную из стекла, содержащую жидкость, такую ​​как спирт или ртуть, объем которой изменяется пропорционально температуре.Трубка прикреплена к шкале, которая откалибрована так, чтобы показывать температуру непосредственно по шкале Фаренгейта или Цельсия (Цельсия). Доступны различные разновидности, такие как портативные, карманные и черные или красные жидкости для чтения.

Другая разновидность термометров использует биметаллическую катушку, которая прикреплена к лицевой панели с помощью стрелочного циферблата и градуировки для измерения температуры. Каждый металл, используемый в биметаллической полосе, имеет разный коэффициент теплового расширения в зависимости от температуры, что приводит к разматыванию и намотке рулона при изменении температуры.Это вращательное движение позиционирует иглу напротив лицевой панели, чтобы отразить текущее показание температуры.

Инфракрасные термометры — это бесконтактные электронные термометры, которые отображают значение температуры в цифровом виде, а не на аналоговой шкале. Устройства определяют уровень излучения черного тела, испускаемого объектом, и преобразуют этот уровень излучения в показания температуры. Термометр фокусирует энергию через линзу на термобатарею, которая производит электрическую мощность, пропорциональную количеству поглощенного тепла.Инфракрасные термометры могут записывать и сохранять значения, что позволяет сэкономить время и сделать процедуры более эффективными. Инфракрасные термометры используются для регистрации температуры пациента в таких областях, как барабанная перепонка (барабанная перепонка), которая слишком чувствительна для использования стандартного контактного термометра. Они также полезны для пожарных, поскольку они могут определять температуру стен, чтобы оценить распространение огня, без необходимости разрывать стену, чтобы физически осмотреть ее или проверить наличие горячих точек в горящем здании.Тот факт, что устройство может снимать показания бесконтактно, означает, что устройства также полезны в приложениях, где прямой контакт может быть опасен для персонала или оборудования.

Хотя термометры полезны, они ограничены тем фактом, что многие модели требуют ручного управления, медленно записывают и восстанавливают показания, не очень точны и имеют ограниченный диапазон температуры, при превышении которого могут быть получены показания. Несмотря на эти ограничения, на рынке представлено множество различных моделей термометров, и они находят применение в самых разных областях, в том числе:

Датчики температуры с вибрирующей проволокой

Датчики температуры с вибрирующей проволокой состоят из магнитной проволоки с высокой прочностью на разрыв, которая натянута между собой и концы которой прикреплены к разнородному металлу.Натяжение проволоки напрямую зависит от температуры. При изменении температуры изменяется натяжение проволоки, что изменяет собственную резонансную частоту подвешенной проволоки. Частота пропорциональна температуре и может использоваться для определения температуры датчика. Датчики температуры с вибропроводом используются для измерения температуры воды, грунта и бетонных конструкций.

Резюме

В этой статье представлена ​​информация о датчиках температуры, в том числе о различных типах, принципах их работы и их применении.Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, включая более 1000 поставщиков датчиков температуры.

Источники:
  1. https://www.encardio.com/blog/temperature-sensor-probe-types-how-it-works-applications/
  2. https://sciencing.com/infrared-thermometer-work-4965130.html
  3. http: // www.cpinc.com/Trerice/Temperature/63%20-%2064%20temperature.pdf
  4. https://www.thermocoupleinfo.com/
  5. https://www.te.com/usa-en/industries/sensor-solutions/insights/understanding-rtds.html
  6. https://www.electronics-tutorials.ws/io/thermistors.html
  7. https://www.ametherm.com/thermistor/what-is-a-thermistor/
  8. https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-12/temperature-coefficient-resistance/
  9. http://www.chipkin.com/semiconductor-tempera-sensors/
  10. https: // www.omega.com/en-us/sensors-and-sensing-equipment/

Другие изделия датчика

Больше от Instruments & Controls

Изменение теплопроводности тонких пленок из низкомолекулярных органических полупроводников с помощью металлических наночастиц

  • Sekitani, T. et al. Транзисторы с органической энергонезависимой памятью для гибких матриц датчиков. Science 326, 1516–1519 (2009).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ren, X., Чан, П. К. Л., Лу, Дж., Хуанг, Б. и Люн, Д. С. У. Органический датчик температуры с большим динамическим диапазоном. Adv. Матер. 25, 1291–1295 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • Zschieschang, U. et al. Динафто [2,3-b: 2 ‘, 3’-f] тиено [3,2-b] тиофен (DNTT) тонкопленочные транзисторы с улучшенными характеристиками и стабильностью. Орг. Электрон. 12. С. 1370–1375 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • Чанг, С., Ли, Дж. Х., Джеонг, Дж., Ким, Дж. Дж. И Хонг Ю. Влияние теплопроводности подложки на рассеивание тепла и увеличение срока службы органических светодиодов. Прил. Phys. Lett. 94, 253302 (2009).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Rowell, M. W. et al. Органические солнечные элементы с сетчатыми электродами из углеродных нанотрубок. Прил. Phys. Lett. 88, 233506 (2006).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Шварц, Г.и другие. Гибкие полимерные транзисторы с высокой чувствительностью к давлению для применения в электронном мониторинге кожи и здоровья. Nat. Commun. 4, 1859 (2013).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Xie, W. et al. Температурно-независимый транспорт в высокоподвижных монокристаллических транзисторах динафто-тиено-тиофена (ДНТТ). Adv. Матер. 25, 3478–3484 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • Диао, Ю.и другие. Покрытие из раствора тонких пленок органических полупроводников с выровненными монокристаллическими доменами. Nat. Матер. 12. С. 665–671 (2013).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Hofmockel, R. et al. Органические тонкопленочные транзисторы с высокой подвижностью на основе низкомолекулярного полупроводника, нанесенного в вакууме и методом сдвига раствора. Орг. Электрон. 14. С. 3213–3221 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • Накаяма, К.и другие. Органические транзисторы, кристаллизованные из раствора, с высокой подвижностью носителей заряда. Adv. Матер. 23. С. 1626–1629 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • Дуда, Дж. К., Хопкинс, П. Э., Шен, Ю. и Гупта, М. С. Тепловой перенос в органических полупроводниковых полимерах. Прил. Phys. Lett. 102, 251912 (2013).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ким Н.и другие. Теплотранспортные свойства тонких пленок низкомолекулярных органических полупроводников. Прил. Phys. Lett. 87, 241908 (2005).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Джин, Ю., Нола, С., Пайп, К. П., Штейн, М. Повышение термоэлектрической эффективности в металлорганических нанокомпозитах за счет сверхнизкой теплопроводности на границе. J. Appl. Phys. 114, 194303 (2013).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Цзинь, Ю., Шао, К., Киффер, Дж., Пайп, К. П., Штейн, М. Истоки теплопроводности границ раздела с органическими полупроводниками. J. Appl. Phys. 112, 093503 (2012).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Jin, Y. et al. Термическое граничное сопротивление границы раздела фталоцианин меди с металлом. Прил. Phys. Lett. 98, 093305 (2011).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ван Х., Лиман, К. Д., Трейт, Н. Д., Чабиниц, М. Л., Кэхилл, Д. Г. Сверхнизкая теплопроводность производных фуллерена. Phys. Ред. B 88, 075310 (2013).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Паннеманн К., Дикманн Т. и Хиллингманн У. Деградация органических полевых транзисторов из пентацена. J. Mater. Res. 19, 1999–2002 (2004).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Виторатос Э.и другие. Механизмы термической деструкции PEDOT: PSS. Орг. Электрон. 10, 61–66 (2009).

    CAS Статья Google Scholar

  • Дуда, Дж. К., Хопкинс, П. Э., Шен, Ю. и Гупта, М. С. Исключительно низкая теплопроводность пленок PCBM на основе фуллерена. Phys. Rev. Lett. 110, 015902 (2013).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ким, Г.Х., Шао, Л., Чжан, К. и К. П. Пайп, Специальное легирование органических полупроводников для повышения термоэлектрической эффективности. Nat. Матер. 12. С. 719–723 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • Йи, С. К., Коутс, Н. Е., Маджумдар, А., Урбан, Дж. Дж. И Сегалман, Р. А. Оптимизация коэффициента термоэлектрической мощности в гибридных композитах PEDOT: PSS с теллуровыми нанопроводами. Phys. Chem. Chem. Phys. 15. С. 4024–4032 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • Ван, С., Леунг, К. В. и Чан, П. К. Л. Усиление эффекта памяти в органических транзисторах за счет внедрения наночастиц серебра. Орг. Электрон. 11. С. 990–995 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • Ван, С., Чан, П. К. Л., Люн, К. В. и Чжао, X. Управляемая производительность устройства памяти на органических транзисторах с ультратонким блокирующим слоем LiF. RSC Adv. 2, 9100–9105 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • Кэхилл, Д.G. Измерение теплопроводности от 30 до 750 K: метод 3ω. Rev. Sci. Instrum. 61, 802–808 (1990).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ли, С. М. и Кэхилл, Д. Г. Перенос тепла в тонких диэлектрических пленках. J. Appl. Phys. 81, 2590–2595 (1997).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ямамото Т. и Такимия К. Характеристики полевых транзисторов динафтотиенотиофена (DNTT) на подложках Si / SiO2 с различными модификациями поверхности.J. Phot. Sci. Tech. 20. С. 57–59 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • Ямамото Т. и Такимия К. Легкий синтез сильно протяженных π-гетероаренов, динафто [2,3-b: 2 ‘, 3’-f] халькогенофено [3,2-b] халькогенофенов и их применение к полевым транзисторам. Варенье. Chem. Soc. 129, 2224–2225 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • Курибара, К.и другие. Органические транзисторы с высокой термостойкостью для медицинского применения. Nat. Commun. 3, 723 (2012).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Санчес-Каррера, Р.С., Атахан, С., Шриер, Дж. И Аспуру-Гузик, А. Теоретическая характеристика стабильного на воздухе высокоподвижного динафто [2,3-b: 2 ′, 3′-f] тиено [3,2-b] -тиофенового органического полупроводника. J. Phys. Chem. С. 114, 2334–2340 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • Ван З.и другие. Недорогой универсальный диэлектрик high-k для обработки растворов и термического испарения органических транзисторов. Adv. Матер. Интерфейсы, 1, 1300119 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • Zhang, W. et al. Влияние длины свободного пробега электронов на удельное сопротивление тонких металлических пленок. Микроэлектрон. Англ. 76, 146–152 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • Стоянович, Н., Майтрипала, Д. Х. С., Берг, Дж. М. и Хольц, М. Теплопроводность в металлических наноструктурах при высоких температурах: электроны, фононы и закон Видемана-Франца. Phys. Ред. B 82, 075418 (2010).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Миннич А. и Чен Г. Формулировка модифицированной эффективной среды для теплопроводности нанокомпозитов. Прил. Phys. Lett. 91, 073105 (2007).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ордонез-Миранда, Дж., Янг, Р. Г. и Альварадо-Гил, Дж. Дж. Модель эффективной теплопроводности композитов в виде частиц металл-неметалл. J. Appl. Phys. 111, 044319 (2012).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Смит А. Н., Хостетлер Дж. Л. и Норрис П. М. Измерения сопротивления границ тепловых границ с использованием метода переходного термоотражения. Микромасштабная термофизика. Англ. 4, 51–60 (2000).

    Артикул Google Scholar

  • Минних А.J. et al. Метод спектроскопии теплопроводности для измерения длины свободного пробега фононов. Phys. Rev. Lett. 107, 095901 (2011).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Хопкинс П. Э., Дуда Дж. К., Петц К. В. и Флоро Дж. А. Управление теплопроводностью посредством придания шероховатости квантовым точкам на границах раздела. Phys. Ред. B 84, 035438 (2011).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Цзинь, Ю., Шао, К., Киффер, Дж., Фальк, М. Л., Штейн, М. Пространственная неоднородность переноса тепла через границы раздела гибридных материалов. Phys. Ред. B 90, 054306 (2014).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Онг, В. Л., Рупич, С. М., Талапин, Д. В., МакГоги, А. Дж. Х. и Мален, Дж. А. Химия поверхности опосредует перенос тепла в трехмерных массивах нанокристаллов. Nat. Матер. 12. С. 410–415 (2013).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Онг, W.Л., Маджумдар С., Мален, Дж. А. и МакГоги, А. Дж. Х. Сопряжение органических и неорганических колебательных состояний и их теплоперенос в массивах нанокристаллов. J. Phys. Chem. С 118, 7288–7295 (2014).

    CAS Статья Google Scholar

  • Borca-Tasciuc, T., Kumar, A. R. & Chen, G. Обработка данных в методе 3ω для определения теплопроводности тонких пленок. Rev. Sci. Instrum. 72, 2139 (2001).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Какой температурный зонд вам лучше?

    Как правильно выбрать тип датчика температуры?

    Выбор датчика температуры для вашего приложения может оказаться непосильной задачей.Сегодняшний ассортимент датчиков на рынке шире, чем когда-либо, и легко заблудиться, если вы не знакомы с калибровками.

    Эта статья предназначена для объяснения различий между тремя основными типами датчиков температуры: термопарами, RTD и термисторами. Прочитав его, вы поймете плюсы и минусы каждого типа и научитесь их определять.

    Обладая этими новыми знаниями, вы сможете выбрать наиболее подходящий тип датчика температуры для вашего приложения.

    Три типа датчика температуры

    Как и все технологии, датчики температуры за прошедшие годы претерпели значительные изменения. Сегодня в промышленности используются три основных типа.

    Термопары

    Термопара использует две металлические проволоки для создания напряжения, соответствующего температуре соединения между ними.Существует множество специализированных типов термопар — они могут комбинировать разные металлы для измерения различных характеристик и диапазонов температур, а также производить специализированные калибровки.

    Подробнее о термопарах читайте здесь.

    Температурные датчики сопротивления (RTD)

    Датчик RTD измеряет температуру на основе изменений сопротивления металлического резистора внутри. Наиболее популярные датчики RTD, называемые датчиками PT100, используют платину и имеют сопротивление 100 Ом при 0 ° C.

    Подробнее о датчиках PT100 читайте здесь.

    Термисторы

    Термистор похож на RTD, но содержит керамический или полимерный резистор вместо металла.

    Подробнее о термисторах читайте здесь

    Тип датчика Термистор RTD Термопара
    Диапазон температур (стандартный) от -100 до 325 ° C от -200 до 650 ° C от 200 до 1750 ° C
    Точность (типовая) 0.От 05 до 1,5 ° C от 0,1 до 1 ° C
    от 0,5 до 5 ° C
    Долговременная стабильность при 100 ° C 0,2 ° C / год 0,05 ° C / год Переменная
    Линейность Экспоненциальная Довольно линейный Нелинейное
    Требуемая мощность Постоянное напряжение или ток Постоянное напряжение или ток Автономный
    Время отклика Быстро
    0.12–10 с
    Обычно медленно
    от 1 до 50 с
    Быстро
    От 0,10 до 10 с
    Восприимчивость к электрическому шуму Редко восприимчивый
    Только высокий сопротивляемость
    Редко восприимчивые Компенсация чувствительности / холодного спая
    Стоимость От низкого до среднего Высокая Низкий

    Сравнение термопар, RTD и термисторов

    Пригодность каждого типа датчика зависит от вашего приложения.Поэтому невозможно сказать, какой из них лучше всего. Основные преимущества и недостатки каждого датчика приведены в таблице ниже.
    Тип датчика Преимущества Недостатки
    Термопара Диапазон температур
    Автономный привод
    Нет Самонагревающийся
    Прочный
    Компенсация холодного спая
    Точность
    Стабильность
    Удлинители термопары
    RTD Точность
    Стабильность
    Линейность
    Ошибка сопротивления провода
    Время реакции
    Устойчивость к вибрации
    Размер
    Термистор Чувствительность
    Точность
    Стоимость
    Прочная
    Герметичное уплотнение
    Крепление на поверхность
    нелинейность
    Самонагрев
    Узкие диапазоны

    Термопара против RTD

    Как я сказал выше, сравнивать RTD и термопары в целом непрактично.Однако, если мы сравним их производительность с точки зрения конкретных критериев, мы увидим, что лучше всего подходит для конкретных приложений.

    Диапазон температур: Термопары лучше всего подходят для работы при высоких температурах. Новые технологии производства позволили расширить диапазон измерений датчиков RTD, но более 90% датчиков RTD рассчитаны на работу при температурах ниже 400 ° C. Напротив, некоторые термопары можно использовать при температуре до 2500 ° C.

    Стоимость: Термопары обычно дешевле RTD.RTD часто будет стоить в два или три раза больше, чем термопара с той же температурой и стилем.

    Можно сэкономить на установке RTD, которая дешевле, так как используется недорогой медный провод. Однако этой экономии недостаточно, чтобы компенсировать более высокую стоимость устройства.

    Чувствительность: Хотя оба типа датчиков быстро реагируют на изменения температуры, термопары работают быстрее. Заземленная термопара будет реагировать почти в три раза быстрее, чем RTD PT100.

    Самый быстрый датчик температуры — это термопара с открытым наконечником. Однако производственные усовершенствования также значительно улучшили время отклика тонкопленочных датчиков PT100.

    Точность: RTD обычно более точны, чем термопары. RTD обычно имеют точность 0,1 ° C, по сравнению с большинством из них 1 ° C. Однако некоторые модели термопар могут соответствовать точности RTD. Многие факторы, которые могут повлиять на точность датчика, включают линейность, повторяемость или стабильность.

    Линейность: Зависимость сопротивления от температуры в RTD почти линейна в диапазоне датчика, в то время как термопара имеет график S-типа.

    Стабильность: Показания датчика RTD остаются стабильными и воспроизводимыми в течение длительного времени. Показания термопары имеют тенденцию к дрейфу из-за химических изменений в датчике (например, окисления). Линейность и отсутствие дрейфа RTD делают их более стабильными в долгосрочной перспективе.

    Вывод:
    Термопары более экономичны, чем RTD, из-за более дешевого производственного процесса.В зависимости от количества датчиков, которые вам нужны для вашего приложения, это может быть основным фактором. С другой стороны, RTD обеспечивают более надежный выход. После тщательного определения диапазона и требуемой производительности теперь вы можете выбрать наиболее подходящий тип датчика для вашего приложения.

    RTD против термистора

    В последние годы термисторы становятся все более популярными благодаря усовершенствованию счетчиков и контроллеров. Современные измерители достаточно гибкие, чтобы позволить пользователям устанавливать широкий диапазон термисторов и легко менять зонды.

    Однако, в отличие от термометров сопротивления, которые соответствуют установленным стандартам, кривые термисторов различаются в зависимости от производителя. Системная электроника термистора должна соответствовать характеристике датчика. Основное различие между RTD и термисторами — это материал, из которого они сделаны. В то время как резисторы RTD изготавливаются из чистого металла, термисторы изготавливаются из полимерных или керамических материалов.

    Как и в предыдущем разделе, я собираюсь сравнить конкретные критерии, а не сравнивать термисторы и RTD в целом.

    Диапазон: В отличие от RTD, термисторы могут контролировать только меньший диапазон температур. В то время как некоторые RTD могут нагреваться до 600 ° C, термисторы могут измерять только до 130 ° C.

    Если ваше приложение связано с температурами выше 130 ° C, единственным вариантом является датчик RTD.

    Стоимость: Термисторы довольно недорогие по сравнению с RTD. Если температура вашего применения соответствует доступному диапазону, термисторы, вероятно, являются лучшим вариантом.

    Однако термисторы с расширенным температурным диапазоном и / или функциями взаимозаменяемости часто дороже, чем термометры сопротивления.

    Чувствительность: И термисторы, и RTD реагируют на изменения температуры предсказуемыми изменениями сопротивления. Однако термисторы изменяют сопротивление на десятки Ом на градус по сравнению с меньшим числом Ом для датчиков RTD. Таким образом, с помощью соответствующего измерителя пользователь может получить более точные показания.

    Время отклика термистора также выше, чем у термометров сопротивления, поскольку они обнаруживают изменения температуры намного быстрее.Чувствительная поверхность термистора может быть размером с булавочную головку, что обеспечивает более быструю обратную связь.

    Точность: Хотя лучшие RTD имеют такую ​​же точность, что и термисторы, RTD добавляют системе сопротивление. Использование длинных кабелей может привести к выходу показаний за пределы допустимого уровня ошибок.

    Чем больше термистор, тем выше значение сопротивления датчика. Если вы имеете дело с большими расстояниями и нет возможности добавить передатчик, термистор — лучшее решение.

    Вывод:
    Основное различие между термисторами и RTD — это диапазон температур. Если ваше приложение связано с температурами выше 130 ° C, RTD — ваш единственный вариант.

    Ниже этой температуры термисторы часто предпочтительнее, когда важна точность. С другой стороны, резистивные датчики температуры выбираются, когда важен допуск (т.е. сопротивление). Вкратце: термисторы лучше подходят для точных измерений, а RTD — для температурной компенсации.

    Как определить термопару, RTD или термисторный зонд

    Если вы действительно хотите знать свои датчики температуры, вот как распознать каждый тип на виду.

    Термопара: Термопары — самый простой для идентификации датчик температуры. Зонд термопары имеет два провода, обозначенных цветовым кодом.

    При идентификации термопары важно определить калибровку. Самая популярная калибровка — тип K, тогда как тип T в основном используется в США.

    См. Полный стандарт цветового кода термопары.

    Иногда можно встретить термопарный зонд с четырьмя проводами — это двойной зонд.В двойных датчиках вы найдете две идентичные термопары внутри конструкции.

    Термисторы и РДТ: Термисторы и RTD имеют два, три или четыре провода: красный и белый или красный и черный. Красный провод — это возбуждение, а черный или белый — земля.

    Чтобы определить, является ли датчик термистором или RTD, а также его тип, вы должны измерить сопротивление между двумя проводами разного цвета:

    • RTD PT100 будет иметь сопротивление 100 Ом при 0 ° C
    • RTD PT1000 будет иметь сопротивление 1000 Ом при 0 ° C.
    Если зонд имеет гораздо более высокое значение сопротивления, то это должен быть термистор. Однако будет сложнее определить тип термистора, если вы не знаете кривую сопротивления-температуры элемента. Как я объяснил ранее, для термисторов нет стандарта; показания различаются в зависимости от производителя.

    Типичные варианты использования для каждого типа датчика

    Я несколько раз отмечал, что тип датчика температуры следует выбирать в зависимости от вашего применения.Многие приложения могут обслуживаться более чем одним типом датчиков.

    В заключение давайте резюмируем важность выбора определенных типов в различных ситуациях.

    Термопары

    Термопары являются наиболее часто используемыми датчиками температуры в промышленности. Существует много причин для этого.

    Устойчивость к вибрации: Во-первых, термопары являются наиболее прочным типом датчиков. Они просты по конструкции, что делает термопары устойчивыми к вибрациям.Прочтите наш официальный документ по этой проблеме.

    Низкая стоимость: Во-вторых, поскольку термопары недорогие, они являются лучшим вариантом, когда в одном приложении необходимо несколько датчиков. Есть определенные приложения, которые использовали сотни и даже тысячи одновременно. Одним из примеров является термическое профилирование в автомобильной промышленности.

    Самые высокие температуры: Термопары — единственные контактные датчики, которые могут измерять высокие температуры. Все, что превышает 650 ° C, требует измерения зонда термопары.

    Быстрый отклик: Наконец, когда требуется быстрый отклик, термопара с открытым спаем обеспечивает самую быструю обратную связь при изменении температуры.

    RTD

    RTD также предлагают несколько уникальных функций и преимуществ.

    Высокие температуры: RTD подходят, когда требуется точность при высоких температурах, так как они могут измерять до 650 ° C. Этот диапазон намного выше, чем у термисторов.

    Устойчивость к электрическим помехам: RTD не только обеспечивают хорошую точность, но и обладают высокой устойчивостью к электрическим помехам.PT100 — лучший вариант для приложений в среде промышленной автоматизации, где есть двигатели, генераторы и другое высоковольтное оборудование.

    Менее подвержен влиянию окружающей среды: Наконец, если приложение находится в суровых условиях, защитный кожух элемента RTD обеспечивает хорошую защиту от большинства экологических проблем; особенно по сравнению с термопарами.

    Термисторы

    Термисторы — лучший вариант для измерений при температуре ниже 150 ° C.

    Лучшая чувствительность: С одной стороны, термисторы имеют лучшую производительность в этом диапазоне, даже лучше, чем RTD, особенно из-за их лучшей чувствительности.

    Низкая стоимость: С другой стороны, термисторы в 2 или 3 раза дешевле, чем RTD, и это основная причина того, почему термисторы используются в обычных бытовых приборах, установках переменного тока или водонагревателях.

    Прочитав эту статью, вы должны иметь более четкое представление о том, какой тип датчика температуры больше всего подходит для вашего приложения.

    Если у вас остались вопросы, инженеры и отдел продаж OMEGA всегда готовы помочь. Мы можем помочь вам выбрать лучший датчик температуры для вашей измерительной системы — свяжитесь с нами сегодня.

    датчик температуры | Сопутствующие товары

    Что такое RTD — Типы, использование и другое RTD от JMS Southeast

    Что такое RTD?


    RTD расшифровывается как резистивный датчик температуры.RTD иногда обычно называют термометры сопротивления. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) определило термин «сопротивление». термометр следующего вида:

    Термометр сопротивления, n. — устройство для измерения температуры, состоящее из элемента термометра сопротивления, внутреннего соединительные провода, защитная оболочка со средствами для монтажа соединительной головки или без них, соединительный провод или другое фитинги или и то, и другое.[Том. 14.03, E 344 — 02 3.1 (2007).]

    RTD — это датчик температуры, который измеряет температуру по принципу изменения сопротивления металла. с температурой. На практике электрический ток передается через кусок металла (элемент RTD или резистор), расположенный в непосредственной близости от места измерения температуры. Значение сопротивления элемента RTD затем измеряется прибором.Это значение сопротивления затем соотносится с температурой на основе известного характеристики сопротивления элемента RTD.

    Как работают RTD?
    RTD работают на основе базовой корреляции между металлами и температурой. Как температура металла увеличивается, увеличивается сопротивление металла току электричества. Точно так же, как температура сопротивления RTD элемента увеличивается, электрическое сопротивление, измеряемое в омах (Ω), увеличивается.Элементы RTD обычно указываются в соответствии с их сопротивлению в Ом при нуле градусов Цельсия (0 C). Наиболее распространенная спецификация RTD — 100 Ом, что означает, что при 0 C элемент RTD должен иметь сопротивление 100 Ом.

    Платина является наиболее часто используемым металлом для элементов RTD из-за ряда факторов, включая ее (1) химическую инертность, (2) почти линейная зависимость температуры от сопротивления, (3) достаточно большой температурный коэффициент сопротивления обеспечить легко измеримые изменения сопротивления при изменении температуры и (4) стабильность (в том смысле, что его термостойкость не кардинально меняются со временем).

    Другие металлы, которые реже используются в качестве резисторных элементов в RTD, включают никель, медь и Balco.

    Элементы RTD обычно имеют одну из трех конфигураций: (1) осажденная или экранированная пленка из суспензии платины или металлического стекла. на небольшую плоскую керамическую подложку, известную как «тонкопленочные» элементы RTD, и (2) платиновый или металлический провод, намотанный на стекло или керамическая бобина и герметизированная покрытием из расплавленного стекла, известного как элементы RTD с проволочной обмоткой.(3) Частично поддерживаемый намотанный элемент, который представляет собой небольшую катушку с проволокой, вставленную в отверстие в керамическом изоляторе и прикрепленную вдоль одной стороны эта дыра. Из трех элементов RTD тонкая пленка является наиболее прочной и со временем становится все более точной.

    Почему RTD иногда называют 2-, 3- или 4-проводными RTD? И зачем мне одна конфигурация проводов RTD вместо другой?
    Простое практическое правило состоит в том, что чем больше проводов у RTD, тем он точнее.Вся сборка RTD не является платиной. Среди прочего Проблемы, построение RTD таким способом для большинства целей было бы непомерно дорогим. В результате только маленький RTD Сам элемент выполнен из платины. На практике значение сопротивления элемента RTD было бы бесполезным без средств чтобы передать это сопротивление инструменту. Соответственно, изолированные медные провода обычно соединяют элемент RTD с измерительный инструмент.


    Как и платина, медь имеет значение сопротивления. Сопротивление вдоль медных выводных проводов может повлиять на измерение сопротивления. определяется прибором, подключенным к RTD. Двухпроводные RTD не имеют практических средств для учета сопротивление, связанное с медными подводящими проводами, которое снижает степень точности измерения сопротивления коррелирует с температурой элемента RTD.В результате двухпроводные RTD используются реже всего и обычно используется там, где требуется только приблизительное значение температуры.

    Трехпроводные термометры сопротивления являются наиболее распространенной спецификацией для промышленных приложений. В трехпроводных резистивных датчиках температуры обычно используется мост Уитстона. схема измерения для компенсации сопротивления подводящего провода, как показано ниже.


    В 3-проводной конфигурации RTD провода «A» и «B» должны быть примерно одинаковой длины.Эти длины важны, потому что цель моста Уитстона состоит в том, чтобы сделать импедансы проводов A и B, каждый из которых действует как противоположная ветвь моста, отключите другой, оставив провод «C» действовать как измерительный провод, по которому проходит очень небольшой (диапазон микроампер) ток. 4-проводные RTD

    даже более точны, чем их 3-проводные аналоги RTD, потому что они могут полностью компенсировать сопротивление проводов, не обращая особого внимания на длину каждого из проводов.Это может обеспечить значительно повышенная точность при относительно невысокой стоимости увеличенного медного удлинителя.

    Какие общие компоненты RTD?

    1. Платиновый резистивный элемент RTD: Это фактическая часть датчика температуры RTD. Элементы различаются по длине от 1/8 дюйма до 3 дюймов. Есть много вариантов. Стандартный температурный коэффициент — это альфа 0,00385, а стандартное сопротивление составляет 100 Ом при 0 C.

    2. Внешний диаметр RTD: Самый распространенный внешний диаметр — «в США» или 6 мм (0,236 дюйма) для приложений за пределами США. Тем не мение, диапазон наружных диаметров от 0,063 дюйма до 0,500 дюйма

    Материал трубки RTD: Нержавеющая сталь 316 обычно используется для сборок до 500 F. При температуре выше 500 F рекомендуется использовать Inconel 600.

    3. Присоединение к процессу RTD: Фитинги для присоединения к процессу включают в себя все стандартные фитинги, используемые с термопарами (т.е.е. компрессионные, сварные, подпружиненные и др.).

    4. Конфигурация проводов RTD: RTD доступны в 2-, 3- и 4-проводной конфигурации. 3-проводные конфигурации являются наиболее распространенными для промышленное применение. Стандартными изоляционными материалами для проводов являются тефлон и стекловолокно. Тефлон влагостойкий и его можно использовать до 400 F.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *