- •1 Термоэлектрические термометры
- •1.1 Типы термоэлектрических термометров и их технические характеристики
- •1.2 Расчет термоэлектрических термометров
- •1.2.1 Расчет параметров электрической схемы
- •1.2.2 Расчет магнитной системы указателя
- •1.2.3 Расчет электромеханических параметров
- •1.2.4 Расчет биметаллической пружины
- •2. Термометры сопротивления
- •2.1 Типы термометров сопротивления и их технические характеристики
- •2.2 Расчет термометров сопротивления
- •2.2.1 Расчет датчика термометра сопротивления
- •2.2.2 Расчет датчика термометра сопротивления
- •2.2.3 Выбор величин сопротивлений измерительных схем
- •2.2.4 Определение сопротивления для компенсации
- •2.3 Определение токов в элементах схемы
- •2.3.1 Определение диаметра и длины проводов
- •2.3.2 Определение зависимости величины магнитной индукции
- •2.3.3 Определение электромеханических параметров
- •2.3.4 Определение коэффициента добротности указателя
- •2.4 Определение постоянной времени датчика
2.2.2 Расчет датчика термометра сопротивления
с полупроводниковым преобразователем
Полупроводниковые термосопротивления, имеющие отрицательный температурный коэффициент сопротивления, в 5-10 раз больший по сравнению с металлами, все чаще находят применение в качестве теплочувствительного элемента датчика. Однако ввиду нелинейной зависимости сопротивления термистора от температуры и разброса его характеристик теплочувствительные элементы подбираются по экспериментальным данным, кривым (рисунок 1.10) или таблицам. В остальном расчет термометра в этом случае не отличается от приведенного.
При использовании термистора со стандартными измерительными схемами и измерительными механизмами необходимо учесть, что для обеспечения полного отклонения стрелки логометра плечо , содержащее термистор, в одном и том же диапазоне температур должно иметь ту же кратность изменения сопротивления, что и стандартный датчик этого прибора. Это условие можно выполнить включением параллельно и последовательно с термистором добавочных температур стабильных сопротивлений. Имеются два вида соединений добавочных сопротивлений и термистора, которые практически равноценны (рисунок 1.11, 1.12).
Для расчета датчиков-термисторов рекомендуется следующая последовательность.
Рисунок 1.10-Зависимость сопротивления от температуры для термисторов.
Рисунок 1.11- Последовательно-параллельная схема
соединения термистора в датчике.
Рисунок 1.12 - Параллельно-последовательная схема
соединения термистора в датчике.
Рисунок 1.13- Графическое построение характеристики
датчика с термистором.
1. Определяем k — кратность изменения сопротивления стандартного датчика в заданном диапазоне температур.
k = ,
где RДθ1, RДθ2 — сопротивления датчика термометра, соответствующие крайним значениям температурного диапазона измерения — θ1, θ2 (рисунок 1.13).
2. Определяем приращение сопротивления термистора в указанном интервале температур
ΔRθ= Rθ1 Rθ2 Ом.
3. Определяем наименьшее значение сопротивления датчика термометра при температуре θ1
= Ом,
где — минимально возможное значение сопротивления датчика при температуре θ1
Δσθ— приращение проводимости теплочувствительного элемента датчика-термистора
сим.
4. Определяем масштабный коэффициент Р
где Rθ2 — сопротивление стандартного датчика при максимальной температуре θ2.
Величина Р для сохранения измерительной схемы должна равняться единице.
При Р>1 напряжение питания и номиналы сопротивлений измерительной схемы необходимо увеличить в Р раз.
Если значение Р меньше единицы, его принимают равным 1. В этом случае =RДθ2
5. Определяем приращение сопротивления датчика с термистором в качестве теплочувствительного элемента в диапазоне температур θ1 и θ2.
Ом.
Определяем добавочные сопротивления r1 и r2 для схемы рисунок 1.11:
Ом;
Ом,
где .
Определение добавочного сопротивления r1 и r2 для схемы рисунок 1.12:
Ом.
Если расчет датчика с термистором в качестве теплочувствительного элемента вести из условия совмещения середины шкалы стандартного указателя со средним значением температуры измеряемого диапазона, то добавочные сопротивления r1 и r2 (рисунок 1.12) определяются из соотношений [8]:
Ом;
где Rθ0 — значение сопротивления термистора при температуре θ0, равной .
Значение и определим по формулам:
Для схемы на рисунке 1.11
для схемы на рисунке 1.12