Термометрические датчики

Терморезисторы или термисторы предназначены для измерения температуры путем преобразования измеряемого сигнала в изменение активного сопротивления. Термисторы бывают металлические и полупроводниковые.

Металлические термисторы изготовляются из чистых металлов с большим температурным коэффициентом сопротивления (медь, платина). Диапазон измеряемых температур платиновых термисторов – от доС, медных – отдоС. Точность измерения платиновых термисторов, медных - до. При более высоких температурах термисторы не применяются, так как в диапазоне высоких температур они имеют недостаточную точность и сильно окисляются.

Зависимость сопротивления металлических термисторов почти линейная:

где - температурный коэффициент сопротивления;

R₀ – сопротивление при t₀;

t₀ - начальная температура;

t - измеряемая температура.

Линейность статической характеристики в других диапазонах температур нарушается.

В зависимости от назначения термисторы имеют различную конструкцию.

Они изготовляются в виде нити, спирали, катушки и т.д.

Металлический термистор представляет собой тонкую проволоку (медь, никель, платина), намотанную на каркас, который затем для защиты от механических повреждений помещают в металлический корпус.

Платиновые терморезисторы могут также применяться для измерения скорости протекания газа, состава газа и концентрации раствора (термоанемометры). Это возможно потому, что сопротивление проводника зависит не только от температуры окружающей среды, но и от скорости протекания газа, плотности и его состава. Такой термометр сопротивления представляет собой термосопротивление, изготовленное из платиновой нити, укрепленной между двумя токопроводящими электродами, к которым подводится постоянный ток.

Pt

V

I = const

Нагрев нити током будет зависеть от условий ее охлаждения, а охлаждение – от скорости движения газа, в котором находится нить.

Статическая характеристика R = f(V) криволинейна и снимается экспериментально.

R

V, м/с.

Полупроводниковые термисторы изготовляются из окиси различных металлов (марганца, меди, никеля).

Они имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления, т.е. с увеличением температуры сопротивление полупроводника уменьшается.

где R₀ – начальное сопротивление при T₀;

B - постоянная материала (в Кельвин);

T - температура в момент измерения;

T₀ – начальная температура.

Термисторы являются очень чувствительными элементами, поэтому с их помощью можно измерять температуру с точностью до .

П/проводниковые термисторы применяют в диапазоне от до.

Недостатки мет.термисторов: обладают большой инерционностью. Постоянная времени изменяется от единиц до десятков секунд и зависит от диаметра провода.

Недостатки п/проводниковых термисторов: узкий диапазон температур, нелинейность статической характеристики.