Параметрические измерительные преобразователи

ЛЕКЦИЯ 16.

Термометры сопротивления.

Термометры сопротивления как и термопары, предназначены для измерения температуры газообразных, твердых и жидких тел, а также температуры поверхности. Принцип действия термометров основан на использовании свойства металлов и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с температурой. Для проводников из чистых металлов эта зависимость в области температур от –200^оС до 0^оС имеет вид:

R_t = R ₀[1 + At + Bt ² + C (t – 100) t ³],

а в области температур от 0^оС до 630^оС

R_t = R ₀[1 + At + Bt ²),

где R_t, R ₀ – сопротивление проводника при температуре t и 0^о С; А, В, С - коэффициенты; t – температура, ^оС.

В диапазоне температур от 0^оС до 180^оС зависимость сопротивления проводника от температуры описывается приближенной формулой

R_t = R ₀(1 + a t),

где a - температурный коэффициент сопротивления материала проводника (ТКС).

Для проводников из чистого металла град^-1Для полупроводниковых материалов зависимость сопротивления от температуры имеет вид

R_T = A exp(B/T),

где А, В – постоянные; Т – температура, ^оК.

Измерение температуры термометром сопротивления сводится к измерению его сопротивления R_t с последующим переходом к температуре t по формулам или градуировочным таблицам.

Различают проволочные и полупроводниковые термометры сопротивления. Проволочный термометр сопротивления представляет собой тонкую проволоку из чистого металла, закрепленную на каркасе из термостойкого материала (чувствительный элемент), помещенную в защитную арматуру (рис. 16.1). Выводы от чувствительного элемента подведены к головке термометра.

Выбор для изготовления термометров сопротивления проволок из чистых металлов, а не сплавов, обусловлен тем, что ТКС чистых металлов больше, чем ТКС сплавов и, следовательно, термометры на основе чистых металлов обладают большой чувствительностью.

Промышленностью выпускаются платиновые, никелевые и медные термометры сопротивления. Для обеспечения взаимозаменяемости и единой градуировки термометров стандартизованы величины их сопротивления R ₀ и ТКС. В табл. 16.1 приведены основные данные о термометрах сопротивления.