Термопреобразователи сопротивления

Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на использовании зависимости электрического сопротивления от температуры:

,	(1)
где	Ro, Rt	-	сопротивления термопреобразователя соответственно при 0°С и измеряемой температуре t;
	a	-	температурный коэффициент сопротивления.

Термопреобразователи могут быть металлическими и полупроводниковыми.

Металлические термопреобразователи сопротивления изготовляют из проволоки, намотанной на каркас или на изолированные выводы и вложенной в защитный кожух. Проволока может быть медной и платиновой. В зависимости от этого различают медные (ТСМ) и платиновые (ТСП) термопреобразователи сопротивления.

Термопреобразователи сопротивления ТСМ и ТСП выпускаются промышленностью для измерения температур в диапазоне от —260 до +750° С.

Наиболее важными характеристиками термопреобразователей сопротивления являются класс точности и инерционность.

Медные термопреобразователи сопротивления выпускаются II и III классов точности, платиновые —I и II классов.

Допустимые отклонения некоторых параметров от номинальных значений приведены ниже:

Класс точности	R0, %	R100 / R0
I	±0,05	±0,0007
II	±0,1	±0,001
III	±0,1	±0,002

Примечание. R₀ и R₁₀₀ - сопротивление соответственно при 0 и 100 °С.

Под инерционностью термопреобразователей понимают время вхождения преобразователя в класс точности при изменении входного сигнала скачком от 0 до 100%. Инерционность стандартных термопреобразователей (от нескольких секунд до нескольких минут) указывается в паспортных данных.

По конструкции различают погружные термопреобразователи и термопреобразователи в воздушном исполнении.

Погружные термопреобразователи сопротивления используют для измерения температуры жидких и газообразных сред. Платиновые термопреобразователи сопротивления выпускаются в двух модификациях — одинарными и двойными, т.е. с двумя и четырьмя каналами. Четырехканальные термопреобразователи сопротивления предназначены для работы с двумя вторичными преобразователями.

Рис. 2 - Чувствительные элементы платиновых термометров сопротивления на керамическом каркасе: а) двухканальные; б) четырехканальные.

Для измерения температуры сред с различными давлениями используют термопреобразователи сопротивления исполнений I, II или III. Исполнение I предназначено для сред с низким давлением (до 0,25 МПа). Исполнение II — для давления до 25 МПа, исполнение III—до 50 МПа. Термопреобразователи исполнения II и III имеют защитную гильзу.

В качестве образцовых приборов используют платиновые малогабаритные термопреобразователи сопротивления типа ПТС-10 в комплекте с потенциометрами классов точности от 0,002 до 0,005.

Платиновые образцовые термопреобразователи сопротивления характеризуются высокой стабильностью. Погрешность от нестабильности платинового термопреобразователя составляет несколько тысячных долей процента.

Таблица 1 - Характеристики термометров сопротивления

Тип	Пределы измерения, °С	Монтажная длина, мм	Давление, кгс/см^2
ТСП-5071 Одинарный или двойной	-200…+600	120; 160 200; 250
ТСМ-5071	-50…+150
ТСП-6097	-50…+250	80; 100 120; 160	4; 40
ТСМ-6097	-50…+150	200; 250; 320;400
ТСП-4033	-260…+650
ТСП-50-81	-50…+200	80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500

Полупроводниковые термопреобразователи (терморезисторы в зависимости от их типов могут иметь пределы измерения от —100 до +300° С.

Температурный коэффициент сопротивления терморезисторов почти на порядок выше, чем у металлических. Обладая высоким удельным сопротивлением, терморезисторы могут иметь небольшие размеры (до 1 мм) при большом номинальном сопротивлении (до 1 МОм); а, следовательно, и малую инерционность.

К недостаткам терморезисторов относятся плохая воспроизводимость характеристик (большой разброс параметров по отношению к номинальным) и нелинейный характер зависимости

,	(2)
где	R	-	сопротивление терморезистора;
	А, В	-	коэффициенты;
	Т	-	температура, К

Это затрудняет взаимозаменяемость преобразователей и приводит к необходимости индивидуальной градуировки их вторичных преобразователей. Такие приборы находят ограниченное применение.

Полупроводниковый термопреобразователь в комплекте с неравновесным электрическим мостом, в который включен измеритель — микроамперметр, используется в переносном измерителе температуры ПИТ-2. Прибор ПИТ-2 имеет две измерительные шкалы от —30 до 0°С и от 0 до 30°С. Для использования по мере надобности любой из этих двух шкал предусмотрен переключатель полярности.

Дата добавления: 2015-08-09