Датчики температуры

1. Термопара

Измерительный прибор включается в разрыв свободного спая и это не изменяет термо-ЭДС, если температура концов неизменна.

• пользуются градированными графиками: диапазон от 1 К до 3000 К; погрешность несколько градусов (в некоторых случаях 0,001 градуса)
• погрешность зависит от точности определения и поддержания t свободных ионов

название	диапазон t	max ЭДС	ΔТ
Pt + 10%Rh - Rt	0÷1300		0.5÷6
Ni + Cr – Al + Cu	-200÷1000		4÷10
Ni + Cr – Cu + Ni + Mn	-200÷600		1÷3
Ni + Cr – Al	-271÷0	5.2	0.05÷0.3

Достоинства:

• измерение очень маленькой разницы температур
• очень малая теплоёмкость (слабое влияние на объект)
• малая тепловая энерготность
• простота конструкции

Градуировка с помощью газовых термометров R,V → T

На базе термопары выпускают датчики давления.

• нагреватель питается постоянным током Uпит. стабилизировано
• потери энергии: нагрев газа, излучение и нагрев держателей
• потери на излучении и на нагреве держателей – постоянны
• изменение P газа приводит к изменению T, а оно приводит к изменению ЭДС
• по изменению термо ЭДС можно судить о давлении газа в объёме

1. Терморезистор – датчик преобразования ΔТ в ΔR (металлически проволочные и п/п резисторы)

• эти датчики называют термометрами сопротивления

Cu, Ni, Rt – для проволочных

R0 – при 0 ˚С

d – температурный коэффициент сопротивления

0.05÷0.1 мм – такой каркас помешается в кожух их жаропрочного материала

Cu до 150 ˚С

Ni до 250˚С

Pt до 850 ˚С

• для измерения R используют мостовые либо компенсационные схемы

Δt 0.4 ˚C - Cu

Δt 0.2 ˚C - Rt

Преимущества:

• высокая точность и надёжность

Недостатки:

• большие габариты и большая тепловая инерционность

На базе терморезисторов также выпускаются датчики давления

ПМТ – 6

• тонкая проволока нагретая током
• преобразователь тепловой
• п/п терморезисторы называют – тренисторы
• п/п получают из смеси (Co, Cu, Mn, Mg)
• c увеличением T R уменьшается

β – температурный коэффициент сопротивления

Рабочий диапазон от -100 до 300/600 ˚C

Преимущества:

• чувствительность в 6-10 раз выше, чем у проволочных
• изготавливаются с R = 100 кОМ и выше
• могут иметь очень малые размеры и малую теплоёмкость → малая тепловая инерционность (10млС)

Недостатки:

• нелинейность функции преобразования
• значительный разброс параметров
• нестабильность характеристик

• Термисторы используют когда не надо высокой точности, а нужны малые размеры, малая тепловая инерционность и высокая чувствительность.
• В качестве датчиков температуры используются п/п приборы (диоды, транзисторы) так как их ВАХ зависит от t.
• Существуют специальные микросхемы для измерения t (результат в цифровом виде)