Термосопротивления

При проходженні електричного струму то проводу в ньому виділяється тепло. Частина цього тепла йде на нагрівання самого проводу, інша частина віддається в навколишнє середовище шляхом конвекції, теплопровідності (дроти і середовища) і випромінювання.

При сталому термічному рівновазі температура, а як слід, і опір проводу залежать як від величини струму в проводі, так і від обставин, що впливають на віддачу тепла в навколишнє середовище. До цих причин відносяться: конфігурація і розміри проводу та арматури, температура дроти і середовища, швидкість руху середовища, її склад, щільність і ін.

Залежність опору дроти від температури, швидкості руху середовища, її щільності і складу можна використовувати для вимірювання цих неелектричних величин методом вимірювання опору дроти.

Провід, створений для визначеної мети, є вимірювальним перетворювачем і іменується термоопором.

Для успішного застосування термосопротивления для вимірювання неелектричних величин необхідно створити умови, в яких вимірюється неелектричних величин надавала б найбільший вплив на величини термоопору, в той час як інші величини, навпаки, по здібності не впливали б на його опір.

При використанні термосопротивления слід прагнути до зменшення тепловтрати через теплопровідність дроти і випромінювання.

При довжині дроти істотно перевершує його діаметр віддачею через теплопровідність дроти можна знехтувати якщо різниця температур дроти і середовища не перевищує 100 ° С. Якщо позначеними віддачі тепла не можна знехтувати, то їх враховують при градуюванні.

Прилади з термоопором для вимірювання швидкості газового (повітряного) потоку іменуються термоанемометрами.

Термоопір являє собою вузьку дріт, довжина якої в 500 разів більше діаметру.

Якщо помістити це сопротівленіеніе в газову (повітряну) середу з постійною температурою і пропустити через нього незмінний струм, то, допускаючи, що віддача тепла відбувається тільки через конвекцію, отримаємо залежність температури, а отже, і величини термоопору від швидкості руху газового (повітряного) потоку.

Прилади для вимірювання температур, в яких в якості перетворювачів вживаються термосопротивления, іменуються покажчиками температури опору. Вони використовуються для вимірювання температур до 500 ° С.

В даному випадку температура термосопротивления повинна визначатися температурою вимірюваного середовища і не повинна залежати від струму в перетворювачі.

Термоопір має позбавлятися з матеріалів з величезним температурним коефіцієнтом опору.

Найбільш часто використовуються платина (до 500 ° С), мідь (до 150 ° С) і нікель (до 300 ° С).

Для платини залежність опору від температури в межах 0 - 500 ° С можна виразити рівнянням rt = ro х (1 + αпt + βпt3) 1 / град, де αп = 3,94 х 10-3 1 / град, βп = -5, 8 х 10-7 1 / град

Для міді залежність опору від температури в межах 150 ° С можна виразити як rt = ro х (1 + αмt), де αм = 0,00428 1 / град.

Залежність опору нікелю від температури визначається експериментально для кожної марки нікелю, тому що температурний коефіцієнт опору його може мати різні значення, і крім того, залежність опору нікелю від температури нелінійна.

Таким чином, за величиною опору перетворювача можна знайти його температуру, а як слід, і температуру середовища, в якій знаходиться термоопір.

Термоопір в покажчиках температури опору являє собою дріт, намотаний на каркас з пластмаси або слюди, вміщену в захисну оболонку, розміри і конфігурація якої залежать від призначення термометра опору.

В покажчиках температури опору можна використовувати будь-яку схему для вимірювання опору.

Для вимірювання температур вживають також великі напівпровідникові опору з температурним коефіцієнтом опору, приблизно в 10 разів більшим, ніж у металів (-0,03 - -0,05) 1 / град.

Напівпровідникові термосопротивления (типу ММТ) виготовляються керамічними способами з різних окислів (ZnO, МnО) і сірчистих сполук (Ag2S). Вони мають опір 1 000 - 20 000 ом і можуть застосовуватися для вимірювання температур -100 до +120 ° С.

Школа для електрика