Термометр сопротивления

Термометр сопротивления

Термометры сопротивления производятся из чистых металлов и из металлов полупроводникового ряда. Термометры сопротивления разработаны для измерений, сформированных на характеристиках проводников и полупроводников, показывающих возможность изменения своего сопротивления относительно перемены температуры среды, в которой они расположены.

Молекулярное строение металлов и полупроводников при повышении температуры показывает возрастание сопротивления металлов (так как температурный коэффициент электрического сопротивления металлов положительный) и уменьшение сопротивления полупроводников в связи с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления полупроводников. Повышение электрического сопротивления металла при увеличении температуры получается за счет возрастающего рассеяния электронов на неоднородности кристаллической решетки, получаемых в результате увеличения тепловых колебаний ионов около своих положений равновесия. При этом число носителей тока, к которым относятся электроны проводимости, достаточно большое и не зависит от температуры. Для полупроводников характерно резкое повышение числа электронов при увеличении температуры, вследствие чего происходит резкое уменьшение электрического сопротивления.

Измерение температуры электрическими термометрами сопротивления представляет собой измерение активного сопротивления термометра, т. е. осуществляется посредством измерения тока в цепи. Измерительная включает в себя три элемента:

  1) термометр сопротивления;

  2) электроизмерительный прибор для тока;

  3) источник питания.

Металлические термометры сопротивления оснащаются чувствительным элементом, который является тонкой проволокой диаметром 0,05 мм, наматываемой на слюдяную пластину или пластмассовый цилиндр, а также устанавливаемую в защитную оболочку. Проволока изготавливается или из чистой платины или из чистой меди. По материалу изготовления термометры сопротивления подразделяются на платиновые и медные.

Платиновые и медные термометры сопротивления стандартных градуировок размещены в градировочных таблицах, показывающих соотношение полученного значения сопротивления термометра и температуры окружающей его среды. Преимущества металлических приборов: высокая точность измерений, взаимозаменяемость металлических термометров сопротивления, использование централизованного контроля температуры.

В результате объединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления, которые подсоединяются через переключатель к единому измерительному прибору, допускается возможность применения в совокупности с информационно-вычислительными системами.

Термометр сопротивления можно применять с измерительными устройствами, оснащенными стандартными шкалами.

Чувствительные элементы полупроводниковых термометров сопротивления изготавливаются из смеси разнообразных полупроводниковых веществ, например окислов меди и марганца, окислов кобальта и марганца, двуокиси титана и окисла магния. Низкие температуры определяются при помощи германиевых термометров сопротивления.

Полупроводниковые термометры сопротивления обладают высокой чувствительностью, на порядок превышающей чувствительность металлических термометров сопротивления, малой инерционностью, благоприятно влияющей на изучение нестационарных тепловых процессов, большим сопротивлением, которое может исключать изменения температуры окружающей среды при изучении температуры изменения сопротивления соединительных проводов.

Отрицательными свойствами считаются большой разброс температур внутри одного и того же типа, достаточно большое отличие номинальных значений сопротивлений и температурных коэффициентов, что препятствует взаимозаменяемости и созданию градировочной таблицы для определенного типа полупроводниковых термометров сопротивления, нелинейность зависимости электрического сопротивления от температуры, небольшая допустимая мощность рассеивания при прохождении измерительного тока.

Используются для произведения измерения температуры в пределах от -60 до +750 °C, также отмечено применение для измерения температур, достигающих 1000 °C.

В промышленности электрические термометры сопротивления объединяются с логометрами, автоматическими уравновешенными мостами, автоматическими компенсационными приборами, оснащенными шкалой в градусах Цельсия, применяющейся только для определенной градуировки термометра сопротивления и фиксированного значения сопротивления проводов, которые служат для монтажа термометра и измерительного прибора. Погрешность автоматических уравновешенных мостов составляет ±0,25 или ±0,5% от нормирующего значения. Производятся автоматические уравновешенные мосты следующих типов: показывающие; показывающие и самопишущие с ленточной диаграммой; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммой, оснащаемые дополнительными сигнальными и регулирующими приспособлениями, которые предназначены для применения в системах сигнализации и регулировки температуры.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.