На каком свойстве проводников основано действие термометра сопротивления
Методы термометрии основаны на измерении различных физических величин, которые имеют сильную зависимость от температуры. К одним из них относится изменение электрического сопротивления в материалах.
Это один из самых эффективных и простых методов измерения, который позволяет получить точность измерения вплоть до десятитысячных значений градуса. В качестве рабочего вещества используются чистые металлы, сопротивление которых изменяется пропорционально изменению температуры.
Принцип действия
Термометр сопротивления относится к вторичным датчикам температуры и требует проведения тщательной калибровки.
Для этого используют несколько реперных точек, температура которых известна и имеет высокую точность. Это могут быть, например, температура замерзания или кипения воды, жидкого азота, гелия или водорода, а также точки начала фазовых переходов в чистых металлах.
В каждой реперной точке измеряют сопротивление, а затем по полученным данным строят временную зависимость от сопротивления.
Термометр при этом должен приобрести температуру измеряемой среды, о чём свидетельствует достижение постоянного значения измеряемой величины.
Скорость выхода на линейную зависимость определяется временем релаксации датчика. Чем быстрее он реагирует на изменения внешней среды, тем он качественнее и в зависимости от предъявляемых требований может быть применён для конкретных условий измерений.
Данные для каждой реперной точки после выхода на линейную зависимость усредняются, а затем строится градуировочная кривая, которая и является основной характеристикой конкретного термометра, а также его способности измерять температуру.
Места с линейной зависимостью относятся к рабочим зонам термометра, а остальные зоны оказываются непригодными для измерений, так как несут большую погрешность из-за нелинейности.
Обычно рабочая зона термометров сопротивления оказывается достаточно узкой, при сравнении с другими типами датчиков. Это существенно сужает область применения таких термометров.
На качество измерения оказывают влияние не только примеси в материалах, но и дефекты. За счёт создания неоднородной структуры изменяется сопротивление, а также скорость выхода на стационарное значение для конкретной температуры.
Поэтому при изготовлении термометров важным параметром является создание высокочистых материалов или соединений.
Чтобы правильно измерять температуру необходимо обеспечивать надёжный тепловой контакт с объектом. Размеры датчика сопротивления должны быть минимально необходимыми, так как массивность повысит время измерений и не позволит зафиксировать быстроизменяющиеся процессы.
Виды термометров сопротивления
Металлический.
Предназначен для измерений в широком интервале температур в зависимости от применяемого типа металла. Обычно он составляет от значений выше температуры кипения воды до -2600С.Конструктивное его исполнение может быть различным в зависимости от условий измеряемой среды. Чаще всего он представляет собой тонкую проволоку с диаметром до 0.1 мм, которая надёжно закреплена в изолирующем корпусе. Длина проволоки выбирается из расчёта необходимой величины сопротивления.
Полупроводниковый.
Обладает высокой точностью измерения, стабильностью и чувствительностью. Способен регистрировать быстропротекающие процессы. Для измерений не требуется пропускание больших измерительных токов, что способствует проведению низкотемпературных измерений. Конструктивно представляет собой чувствительный полупроводниковый элемент, размещённый в герметичном медном корпусе. Обеспечивает работоспособность вплоть до -2720С.
Угольный.
Имеет характеристики, сходные с полупроводниковым типом термометров сопротивления. Их получают путём спекания мелких частиц угля при высоких давлениях промышленным способом. Это делает их наиболее доступными и дешевыми, так как технология изготовления достаточно проста. Однако они обладают низкой стабильностью. Поэтому для проведения точных измерений температуры ихнужно калибровать либо проводить плановые проверки стабильности. Другой проблемой является установление температурного равновесия в самом термометре.
Сверхпроводящий.
Используется для низкотемпературной термометрии и основан на резком изменении сопротивления в металлах при сверхпроводящем переходе. В состав температурных датчиков к чистым металлам добавляют некоторые сорта фосфористой бронзы. Они позволяют расширить переход из нормального состояния в сверхпроводящее, увеличивая при этом точность измерений. Применяется для измерений температур от -2650С до – 2720С. Термометры обладают высокой стабильностью и точностью, поэтому их используют для калибровки других датчиков при температурах сверхпроводящего перехода.
Заключение
Термометры сопротивления являются весьма надёжными датчиками температуры, которые по своим характеристикам и различным конструктивным исполнениям существенно превосходят другие их типы.
Поэтому их подобрать под конкретные условия измерений достаточно просто. Однако они требуют тщательной калибровки, без которых их использование становится невозможным.
Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Источник
Все категории
- Компьютеры и интернет
- Стиль и красота
- Спорт
- Работа и карьера
- Строительство и ремонт
- Города и страны
- Искусство и культура
- Путешествия и туризм
- Образование
- Общество и политика
- Гороскопы, магия, гадания
- Другое
- Юридическая консультация
- Фотография и видеосъемка
- Товары и услуги
- Наука и техника
- Знакомства, любовь, отношения
- Досуг и развлечения
- Философия, непознанное
- Бизнес и финансы
- Авто и мото
- Здоровье и медицина
- Еда и кулинария
- Животные и растения
- Семья и дом
- Темы для взрослых
- Знания
котекс
6 месяцев назад
5
Знания
Физика
1 ответ:
Alex9595 [82]6 месяцев назад
0
0
На свойстве полупроводников менять свое сопротивление( проводимость) при изменении температуры.
Читайте также
Точка приложения и направление силы упругости . помогите пожалуйста )
Ирина сик
Сила упругости прикладывается к центру масс тела и направленна противоположно силе тяжести, уравновешивая её!!!))
0
0
5 месяцев назад
Помогите , умоляю с физикой , очень нужно!!!!’ 5.7 5.8 5.11 Хоть кто – нибудь помогите !!
Yarik Bolshov
Решение во вложении.
0
0
6 месяцев назад
Тест по физике “Электромагнитные явления” 8 класс Вариант 1 1. Магнитные линии прямого тока представляют собой.. А) замкнутые кр
Влад Болдырев
1)в
2)в
3)а
4)а
5)в
6)а
7)а
8)в
0
0
6 месяцев назад
Сравните количество вещества содержащегося в одинаковых объемах ртути и алюминия
Ильяс72
В аллюминии больше из-за того что молярная масса аллюминия сеньше
0
0
7 месяцев назад
Яка густина рiдини масою 0,15 кг,якщо ii обьем 0,2 л?
Никто не придет
Густина дорівнює маса поділити на обєм
0
0
1 месяц назад
Смотрите также:
Почему для увеличения высоты подъёма воздушного шара с него приходится сбрасывать груз-балласт?
5·2 ответа
В результате какого распада ядро магния превращается в ядро алюминия
15·2 ответа
2 тележки движутся вдоль одной прямой в одном направлении.Массы тележек m и 2m,скорость-соответственно 2u и u.Какой будет их ско
7·1 ответ
Какая сила действует на проводник длиной 10 см в однородном магнитном поле с индукцией 2.6 Тл, если ток в прводнике 12 А,а угол
14·1 ответ
Спортсмен сьехал на лыжах с горы длиной 40м за 5 с.Определите ускорение движения и скорость спортсмена у подножия горы.
7·1 ответ
Площадь меньшего поршня гидравлического пресса 20 см^2, площадь большего поршня 300 см^2. На меньший поршень действует сила 600
11·1 ответ
Стальной и стеклянный шарики имеют одинаковые массы. Какой из них легче поднять в воде?
7·1 ответ
КПД реального механизма всегда: а)меньше 100% б) больше 100% в) 100% г) зависит от его конструктивных особенностей
14·1 ответ
Какой путь из состояния покоя пройдет тело за 5 с, если его ускорение 2 м/с²
14·2 ответа
Почему разломанный карандаш мы не можем соединить так чтобы он вновь стал целым
14·1 ответ
Источник
Îäèí èç íàèáîëåå ïîïóëÿðíûõ â ïðîìûøëåííîñòè òèïîâ òåðìîìåòðîâ òåðìîìåòð ñîïðîòèâëåíèÿ, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé ïåðâè÷íûé ïðåîáðàçîâàòåëü, äëÿ ïîëó÷åíèÿ òî÷íîãî çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû îò êîòîðîãî íåîáõîäèì äîïîëíèòåëüíûé, íîðìèðóþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü èëè ïðîìûøëåííûé ÏËÊ – ïðîãðàììèðóåìûé ëîãè÷åñêèé êîíòðîëëåð.
Òåðìîìåòð ñîïðîòèâëåíèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîíñòðóêöèþ, â êîòîðîé ïðîâîëîêà èç ïëàòèíû èëè ìåäè íàìîòàíà íà ñïåöèàëüíûé äèýëåêòðè÷åñêèé êàðêàñ, ðàçìåùåííûé âíóòðè ãåðìåòè÷íîãî çàùèòíîãî êîðïóñà, óäîáíîãî ïî ôîðìå äëÿ ìîíòàæà.
Ðàáîòà òåðìîìåòðà ñîïðîòèâëåíèÿ îñíîâàíà íà ÿâëåíèè èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïðîâîäíèêà â çàâèñèìîñòè îò åãî òåìïåðàòóðû (îò òåìïåðàòóðû èññëåäóåìîãî òåðìîìåòðîì îáúåêòà). Çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ ïðîâîëîêè îò òåìïåðàòóðû â îáùåì âèäå âûãëÿäèò òàê: Rt=R0(1+at), ãäå R0 ñîïðîòèâëåíèå ïðîâîëîêè ïðè 0°C, Rt ñîïðîòèâëåíèå ïðîâîëîêè ïðè t°C, à òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëåíèÿ òåðìî÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà.
 ïðîöåññå èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû, òåïëîâûå êîëåáàíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ìåòàëëà èçìåíÿþò ñâîþ àìïëèòóäó, ñîîòâåòñòâåííî èçìåíÿåòñÿ è ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå äàò÷èêà. ×åì âûøå òåìïåðàòóðà òåì ñèëüíåå êîëåáëåòñÿ êðèñòàëëè÷åñêàÿ ðåøåòêà òåì âûøå îêàçûâàåòñÿ òåêóùåå ñîïðîòèâëåíèå.  ïðèâåäåííîé âûøå òàáëèöå ïðåäñòàâëåíû òèïè÷íûå õàðàêòåðèñòèêè äâóõ ïîïóëÿðíûõ òåðìîìåòðîâ ñîïðîòèâëåíèÿ.
Æàðîïðî÷íûé êîðïóñ äàò÷èêà ïðèçâàí çàùèòèòü åãî îò ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû òîãî èëè èíîãî îáúåêòà.
Íà ðèñóíêå: 1 – ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò èç ïëàòèíîâîé èëè ìåäíîé ïðîâîëîêè, â ôîðìå ñïèðàëè, ðàñïîëîæåííûé íà êåðàìè÷åñêîì ñòåðæíå; 2 – ïîðèñòûé êåðàìè÷åñêèé öèëèíäð; 3 – êåðàìè÷åñêèé ïîðîøîê; 4 – çàùèòíàÿ íàðóæíàÿ òðóáêà èç íåðæàâåþùåé ñòàëè; 5 – òîêîïåðåäàþùèå âûâîäû; 6 – íàðóæíàÿ çàùèòíàÿ òðóáêà èç íåðæàâåþùåé ñòàëè; 7 – ãîëîâêà òåðìîìåòðà ñî ñúåìíîé êðûøêîé; 8 – êëåììû äëÿ ïðèñîåäèíåíèÿ âûâîäíîãî ïðîâîäà; 9 – ïðîâîä ê ôèêñèðóþùåìó ïðèáîðó; 10 – âòóëêà ñ ðåçüáîé äëÿ óñòàíîâêè â òðóáîïðîâîä, èìåþùèé ïàòðóáêè ñ âíóòðåííåé ðåçüáîé.
Åñëè ïîòðåáèòåëü òî÷íî îïðåäåëèëñÿ, äëÿ êàêèõ öåëåé íåîáõîäèì òåðìîäàò÷èê, è âûáðàë èìåííî òåðìîìåòð ñîïðîòèâëåíèÿ (òåðìîïðåîáðàçîâàòåëü ñîïðîòèâëåíèÿ), çíà÷èò âàæíåéøèìè êðèòåðèÿìè äëÿ ðåøåíèÿ ïðåäñòîÿùåé çàäà÷è ÿâèëèñü: âûñîêàÿ òî÷íîñòü (ïîðÿäêà 0,1°Ñ), ñòàáèëüíîñòü ïàðàìåòðîâ, ïî÷òè ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ îò òåìïåðàòóðû îáúåêòà, âçàèìîçàìåíÿåìîñòü òåðìîìåòðîâ.
Âèäû è êîíñòðóêöèè
Èòàê, â çàâèñèìîñòè îò òîãî, èç êàêîãî ìàòåðèàëà âûïîëíåí ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò òåðìîìåòðà ñîïðîòèâëåíèÿ, ýòè ïðèáîðû ìîæíî ñòðîãî ðàçäåëèòü íà äâå ãðóïïû: ìåäíûå òåðìîïðåîáðàçîâàòåëè è ïëàòèíîâûå òåðìîïðåîáðàçîâàòåëè. Äàò÷èêè, âñþäó ïðèìåíÿåìûå íà òåððèòîðèè Ðîññèè è áëèæàéøèõ åå ñîñåäåé, ìàðêèðóþòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ìåäíûå 50Ì è 100Ì, ïëàòèíîâûå – 50Ï, 100Ï, Pt100, Pt500, Pt1000.
Íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëüíûå òåðìîìåòðû Pt1000 è Pt100 èçãîòàâëèâàþò ïóòåì íàïûëåíèÿ òîí÷àéøåãî ñëîÿ ïëàòèíû íà êåðàìè÷åñêóþ îñíîâó-ïîäëîæêó. Òåõíîëîãè÷åñêè äîñòèãàåòñÿ íàïûëåíèå ìàëîãî êîëè÷åñòâà ïëàòèíû (îêîëî 1 ìã) íà ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò, äàþùåå ýëåìåíòó íåáîëüøîé ðàçìåð.
Ñâîéñòâà ïëàòèíû ïðè ýòîì ñîõðàíÿþòñÿ: ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ îò òåìïåðàòóðû, óñòîé÷èâîñòü ê âûñîêèì òåìïåðàòóðàì, òåðìîñòàáèëüíîñòü. Ïî ýòîé ïðè÷èíå íàèáîëåå ïîïóëÿðíûå ïëàòèíîâûå ïðåîáðàçîâàòåëè ñîïðîòèâëåíèÿ ýòî èìåííî Pt100 è Pt1000. Ìåäíûå ýëåìåíòû 50Ì è 100Ì èçãîòàâëèâàþòñÿ ïóòåì ðó÷íîé íàìîòêè òîíêîé ìåäíîé ïðîâîëîêè, à ïëàòèíîâûå 50Ï è 100Ï ïóòåì íàìîòêè ïðîâîëîêè ïëàòèíîâîé.
Îñîáåííîñòè èñïîëüçîâàíèÿ
Ïðåæäå ÷åì ìîíòèðîâàòü òåðìîìåòð, íåîáõîäèìî óáåäèòüñÿ, ÷òî åãî òèï âûáðàí ïðàâèëüíî, ÷òî ãðàäóèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñîîòâåòñòâóåò ïîñòàâëåííîé çàäà÷å, ÷òî ìîíòàæíàÿ äëèíà ðàáî÷åãî ýëåìåíòà ïîäõîäèò, è îñòàëüíûå îñîáåííîñòè êîíñòðóêöèè ïîçâîëÿþò ïðîèçâåñòè óñòàíîâêó íà äàííîå ìåñòî, äëÿ äàííûõ âíåøíèõ óñëîâèé.
Äàò÷èê ïðîâåðÿþò íà îòñóòñòâèå âíåøíèõ ïîâðåæäåíèé, îñìàòðèâàþò åãî êîðïóñ, ïðîâåðÿþò öåëîñòíîñòü îáìîòêè äàò÷èêà, à òàêæå ñîïðîòèâëåíèå èçîëÿöèè.
Íåêîòîðûå ôàêòîðû ìîãóò íåãàòèâíî îòðàçèòüñÿ íà òî÷íîñòè èçìåðåíèé. Åñëè äàò÷èê óñòàíîâëåí â íå òî ìåñòî, ìîíòàæíàÿ äëèíà íå ñîîòâåòñòâóåò ðàáî÷èì óñëîâèÿì, ïëîõîå óïëîòíåíèå, íàðóøåíèå òåïëîèçîëÿöèè òðóáîïðîâîäà èëè èíîãî îáîðóäîâàíèÿ âñå ýòî âûçîâåò ïîãðåøíîñòü ïðè èçìåðåíèè òåìïåðàòóðû.
Ñëåäóåò ïðîâåðèòü âñå êîíòàêòû, âåäü åñëè ýëåêòðè÷åñêèé êîíòàêò â ñîåäèíåíèÿõ ïðèáîðà è äàò÷èêà ïëîõîé, òî ýòî ÷ðåâàòî ïîãðåøíîñòüþ. Íå ïîïàäàåò ëè âëàãà èëè êîíäåíñàò íà îáìîòêó òåðìîìåòðà, íåò ëè çàìûêàíèÿ âèòêîâ, ïðàâèëüíî ëè âûïîëíåíà ñõåìà ñîåäèíåíèÿ (îòñóòñòâèå êîìïåíñàöèîííîãî ïðîâîäà, îòñóòñòâèå ïîäãîíêè ñîïðîòèâëåíèÿ ëèíèè), ñîîòâåòñòâóåò ëè ãðàäóèðîâêà èçìåðèòåëüíîãî ïðèáîðà ãðàäóèðîâêå äàò÷èêà? Ýòî âàæíûå ìîìåíòû, íà êîòîðûå âñåãäà ñòîèò îáðàùàòü ïðèñòàëüíîå âíèìàíèå.
Âîò òèïè÷íûå îøèáêè, êîòîðûå ìîãóò âîçíèêíóòü ïðè ìîíòàæå òåðìîäàò÷èêà:
Åñëè íà òðóáîïðîâîäå îòñóòñòâóåò òåïëîèçîëÿöèÿ, òî ýòî íåèçáåæíî ïðèâåäåò ê ïîòåðÿì òåïëà, ïîýòîìó ìåñòî äëÿ èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû äîëæíî áûòü âûáðàíî òàê, ÷òîáû âñå âíåøíèå ôàêòîðû áûëè ó÷òåíû çàðàíåå.
Ìàëàÿ èëè èçëèøíÿÿ äëèíà äàò÷èêà ìîæåò ñïîñîáñòâîâàòü îøèáêå èç-çà íåïðàâèëüíîé óñòàíîâêè äàò÷èêà â ðàáî÷èé ïîòîê èññëåäóåìîé ñðåäû (äàò÷èê óñòàíîâëåí íå íàâñòðå÷ó ïîòîêó è íå ïî îñè ïîòîêà, êàê ýòî äîëæíî áûòü ïî ïðàâèëàì).
Ãðàäóèðîâêà äàò÷èêà íå ñîîòâåòñòâóåò ðåãëàìåíòèðîâàííîé ñõåìå äëÿ ìîíòàæà íà äàííîì îáúåêòå.
Íàðóøåíèå óñëîâèÿ êîìïåíñàöèè ïàðàçèòíîãî âëèÿíèÿ èçìåíÿþùåéñÿ òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû (íå óñòàíîâëåíû êîìïåíñàöèîííûå ïðîáêè è êîìïåíñàöèîííûé ïðîâîä, äàò÷èê ïîäêëþ÷åí ê ïðèáîðó ðåãèñòðàöèè òåìïåðàòóðû ïî äâóõïðîâîäíîé ñõåìå).
Íå ó÷òåí õàðàêòåð ñðåäû: ïîâûøåííàÿ âèáðàöèÿ, õèìè÷åñêè àãðåññèâíàÿ ñðåäà, ñðåäà ïîâûøåííîé âëàæíîñòè èëè ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ. Äàò÷èê äîëæåí ñîîòâåòñòâîâàòü óñëîâèÿì ñðåäû, âûäåðæèâàòü èõ.
- Íåïðî÷íûé èëè íåïîëíûé êîíòàêò íà çàæèìàõ äàò÷èêà èç-çà ïëîõîé ïàéêè èëè èç-çà âëàæíîñòè (îòñóòñòâóåò ãåðìåòèçàöèÿ ïðîâîäêè îò ñëó÷àéíîãî ïîïàäàíèÿ âëàãè â êîðïóñ òåðìîìåòðà).
Источник
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 13091363
более месяца назад
Просмотров : 1
Ответов : 1
Лучший ответ:
На свойстве полупроводников менять свое сопротивление( проводимость) при изменении температуры.
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи:
Другие вопросы:
К каким систематическим группам относится ДУБ?! Помогите,пожалуйста! “Спасибо” поставлю всем,кто отзовется!!!
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 3
Ответов : 1
Какого ребенка вы считаете идеально воспитанным ?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
какай разряд у местоимения тебя-то
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Какие способы очистки воды вы знаете?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
какой слой самый широкий в разрезе дерева
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Источник