Обозначения градуировок тсм

	По ГОСТ 6651-59			По ГОСТ 6651-83
Градуировка	23	24		50М	100М
R0, Ом	53	100		50	100

Никель

Преимущества:

1. Высокий ТКС (по сравнению с медью и платиной).

2. Высокое удельное сопротивление (по сравнению с медью).

Недостатки.

1. Окисляемость при высоких температурах и сильные структурные изменения при t>350С.

2. Сильное влияние примесей.

3. Нелинейность характеристики R=R(t): R=R₀(1+ At +Bt²). Коэффициент при квадратичном члене имеет знак + (в отличие от платины).

4. Большая тепловая инерционность (высокое отношение /с).

Практически ТСН применяются для длительных измерений только до температуры до t=150С, а при кратковременных до t=180С. Нелинейные члены в уравнениях сопротивления для никеля и для платины имеют разные знаки (соответственно + и ). Это даёт возможность создания комплексных ТС с линейной характеристикой до t=350С путём последовательного включения платиновой и никелевой обмоток с отношением сопротивлений 12/1.

Вольфрам

Преимущества:

1. Высокая механическая прочность позволяет создавать бескаркасные ТС, что необходимо для термометрии газовых потоков.

2. Линейность характеристики R=R(t)

3. Удовлетворительные метрологические свойства до t=1000С.

Недостатки.

1. Окисляемость, рекристаллизация и распыление при высоких температурах (свыше t=600С). Для предотвращения окисляемости применяют вольфрамовые ТС с золочением проволоки.

2. Высокая тепловая инерция (хотя она меньше, чем у платины).

Платина

Основной материал ТС, используемых в качестве эталонов.

Преимущества.

1. Высокая химическая инертность вплоть до высоких температур обеспечивает сохранение и стабильность её электрических свойств.

2. Высокая температура плавления (уступает только вольфраму).

3. Высокое удельное электрическое сопротивление.

4. Сравнительная простота технологии изготовления

Недостатки.

1. Нелинейность характеристики R=R(t): R=R₀(1+ At +Bt²) (для диапазона температур 0…650С) и R=R₀1+ At +Bt² +С(t100) (для температур меньше 0С) Коэффициент при квадратичном члене имеет знак  (в отличие от никеля).

2. Прецизионность ТСП. Боятся ударов, сотрясений вибраций. Хотя промышленные ТСП обладают высокой стабильностью и надёжностью.

3. Высокая тепловая инерция.

4. Окисляемость платины проявляется при температурах 300…400С с последующим распадом окисной плёнки при более высоких температурах (сильно зависит от парциального давления кислорода в среде) Это сопровождается ростом удельного электрического сопротивления.

5. Механические напряжения в платине, возникающие при циклических изменениях температуры за счёт различных ТКЛР материалов ЧЭ и оболочки. Платина имеет очень низкий предел текучести, что может вызвать неупругие деформации.

6. Циклический нагрев и охлаждение приводит к дрейфу нуля.

Платиновые ТС используются в диапазоне температур 260…+1100С .Причём при высоких температурах необходимо использовать защитный чехол.

Показателем чистоты платины (как, впрочем и других ТС) служит её ТКС или отношение W₁₀₀=R₁₀₀/R₀. Стабильность ТСП тем выше, чем чище используемая в них платина, чем меньше в ней примесей.

Термометры сопротивления из чистых металлов, получившие наибольшее распространение, изготовляют обычно в виде обмотки из тонкой проволоки на специальном каркасе из изоляционного материала. Эту обмотку принято называть чувствительным элементом термометра сопротивления. В целях предохранения от возможных механических повреждений и воздействия среды, температура которой измеряется термометром, чувствительный элемент его заключают в специальную защитную гильзу.

К числу достоинств металлических термометров сопротивления следует отнести: высокую степень точности измерения температуры; возможность выпуска измерительных приборов к ним с стандартной градуировкой шкалы практически на любой температурный интервал в пределах допустимых температур применения термометра сопротивления; возможность централизации контроля температуры путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления через переключатель к одному измерительному прибору; возможность использования их с информационно-вычислительными машинами.

Свойства термометров сопротивления (ТС), изготовленных из различных материалов

Основные требования, предъявляемые к материалам для изготовления ТС

1. Стабильность, линейность, воспроизводимость характеристик, устойчивость против воздействий внешней среды, что определяет надёжность и долговечность ТС при работе в этих условиях.

2. Технологичность материалов, их недефицитность, нечувствительность к малым примесям, которые могут появиться в процессе изготовления.

3. Высокая чувствительность к изменению температуры (высокое значение ТКС) в заданном диапазоне является желательным требованием, хотя и не основным. Что касается основных материалов для изготовления металлических ТС, то все они имеют близкие значения ТКС.

3. Тензорезистивные преобразователи

Тензорезисторы – первичные преобразователи для измерения малых деформаций, сил, давления, моментов.

 Вывод выражения для коэффициента тензочувствительности проволочного тензорезистора и его составляющие.

, где (1+2μ) – изменение геометрии, (1-2μ) – изменение объёма, В(1-2μ) – изменение удельного сопротивления ρ, – относительная деформация. В результате изменения объёма происходит изменение внутренней структуры материала, что приводит к изменению его удельного сопротивления.

Составляющие тензоэффекта.

Тензоэффект – свойства материала изменять при деформации своё электрическое сопротивление. При этом считается, что сопротивления проводника и полупроводника зависит от его длины. , где R – активное сопротивление; l – длина тензорезистора; F – площадь поперечного сечения; ρ – удельное электрическое сопротивление.

 Чувствительность тензопреобразователя и показатель, которым она оценивается. Максимальная величина этого показателя. Преимущества металлических тензорезисторов.

Чувствительность – это отношение изменения выходной величины измерительного прибора или измерительного преобразователя к вызвавшему её изменению входной величины. Чувствительность оценивается коэффициентом тензочувствительности . Если μ = 0,5, то К = 2 независимо от величины В (К=<2).

Таким свойством обладает константам – сплав 60% Cu + 40%Ni. Кроме того этот материал имеет нулевой коэффициент термочувствительности.