22.Термопреобразователи сопротивления. Статическая характеристика. Материалы. Погрешности.

Принцип действия ТС основан на зависимости электрического сопротивления металлов и полупроводников от температуры. К материалам ТС предъявляется ряд требований:

• стабильность градуировочной характеристики со времени,

• воспроизводимость НСХ, обеспечивающая взаимозаменяемость изготовляемых ТС,

• линейность функции R_t=f(t),

• по возможности высокое значение температурного коэффициента сопротивления,

• невысокая стоимость материала.

Установлено, что чем чище металл, тем в большей степени он отвечает указанным основным требованиям.

Для изготовления промышленных ТС в РБ и России применяют платину и медь (в Европе и США – никель).

Наилучшим материалом для ТС является платина, так как она легко получается в чистом виде, обладает хорошей воспроизводимостью, химически инертна в окислительной среде при высоких температурах, имеет достаточно большой температурный коэффициент сопротивления.

Недостаток платиновых ТС – нелинейность НСХ, которая имеет вид:

где R₀ – сопротивление при 0 ⁰С, А и В – коэффициенты, зависящие от градуировки.

Градуировка ТС характеризуется отношением , и в настоящее время выпускаются ТС с градуировками Pt (W₁₀₀=1,385) и Pt’(П) – W₁₀₀=1,391

Платиновые ТС используются для измерения температуры от –260 до +750, а эталонные до +1100⁰C.

Конструкция ТС зависит от типа применяемого ЧЭ: проволока или ЧИП-резистор.

В проволочных ТС тонкая проволока наматывается бифилярно на каркас из керамики, слюды, кварца, стекла или пластмассы. Бифилярная намотка необходима для исключения индуктивного сопротивления. После намотки обычно неизолированной платиновой проволоки каркас вместе с проволокой покрывают слюдой. Длина намотанной части каркаса с платиновой проволокой 50 – 100 мм, а с медной – 40 мм. Каркас для защиты от повреждений помещают в тонкостенную металлическую гильзу, а для улучшения теплопередачи от измеряемой среды к намотанной части каркаса устанавливаются упругие металлические пластинки или массивный металлический вкладыш.

Д ля температур в диапазоне от минус 260 до + 750°С используются платиновую проволоку диаметром 0,05÷0,1 мм, а для измерения температур до 1100°С, в силу распыления платины при этих температурах, диаметр проволоки составляет около 0,5 мм. Диаметр медной проволоки обычно 0,1 мм.

В настоящее время широкое распространение получили ЧЭ, изготовленные по пленочной технологии, преимущество которых – малые габариты и содержание платины. Однако ЧИП элементы имеют хуже точность и диапазон до 350 ⁰С.

ЧЭ соединительными проводами подключается к контактам соединительной головки ТС

23. 2-х и 4х проводные схемы подключения термометров сопротивлений.

Для определения сопротивления необходимо выполнить прямые измерения тока, протекающего через резистор, и падения напряжения на нем. Если обеспечить постоянство протекающего через ТС тока, то, измеренное падение напряжения на нем будет однозначно определяться его сопротивлением. Максимальный ток, протекающий через ТС не должен вызывать его разогрева и составляет от 0,4 до 3 мА в зависимости от типа ТС.

ТС подключаются по двух- или четырехпроводным схемам.

П одключение по двухпроводной схеме допускается, если сопротивление соединительных проводов R_л не превышает 0,1Ом (при R₀ = 100 Ом) и падением напряжения на них можно пренебречь.

В противном случае применяют четырехпроводную схему. Клеммы 1 и 4 при этом подключаются к источнику питания, обеспечивающему постоянный ток I_R , а клеммы 2 и 3 подключаются к вольтметру с высоким входным сопротивлением.