Глава пятая резистивные преобразователи

5-1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ОБЩИЕ СВОЙСТВА, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗИСТИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Сопротивление постоянному току одноэлементного резистивного преобразователя зависит от его длины /, поперечного сечения 5 и удель-

i

ного сопротивления материала р как R₀ = р $ dl/S. Если сечение ре-

о

зистора постоянно по его длине, то R = p//S. Применяемые в настоя­щее время пленочные резисторы, толщина которых определяется тех­нологией нанесения пленки, а ширина и длина сравнимы по значению, характеризуются сопротивлением R_n площадки, имеющей равные ширину и длину. Таким образом, сопротивление R₀ резистора, име­ющего длину I и ширину b, определяется формулой R₀ = R_al/b (на­пример, при / = 3 мм и b = 1 мм i?₀ = 3/?_D).

Мощность, выделяемая на резисторе при включении его в измери­тельную цепь, определяется формулой Р = PR или Р = U²/R, где /и U — ток и падение напряжения на резисторе. Значение допусти­мой мощности Р_доп для резистора задается, как правило, допустимым

перегревом, и поэтому ограничивают ток через преобразователь ^доп/^rnax ИЛИ НапрЯЖСНИС На Нем U ^г Р_доп^т>п» где R так и Rmm — границы диапазона, в которых может изменяться сопротив­ление преобразователя в процессе работы. Значение допустимой мощ­ности определяется площадью поверхности S_OXJIt условиями охлажде­ния и допустимой температурой перегрева 6_доп, а именно Р_доп = == '55_ОХЛ0_Д(М1, где 5 —~ коэффициент теплоотдачи поверхности, или удельная мощность, при выделении которой на единице поверхности охлаждения температура преобразователя повышается на один градус по отношению к окружающей среде. Значения § для ряда типовых преобразователей приведены в § 2-1. В отдельных случаях среди тех­нических характеристик преобразователей указывается допустимая плотность тока и по ней определяется ток.

Эквивалентная схема резистивного преобразователя учитывает, что при включении резистора в цепь последовательно с его сопротивле-

Рис, 5-1

нием R₀ оказывается включенным сопротивление соединительных про­водов и контактов R_n = 2R_np 4- 2R_Kf а параллельно — сопротивле­ние изоляции между контактами и сопротивление утечек на корпус или на землю, вместе образующих сопротивление R_yT (рис. 5-1, а и б). Таким образом, эквивалентное сопротивление определится как R = = (Ro + RJ Ry?/(Ro + Rn + Яут). Разность между сопротивлени­ями R и R₀ равна AR = R — R₀ = (Я_лЯ_ут — R₀R_n — R$)/(R₀ + + Rn + /?_ут) ^ R_Jl — Ro/Ryr, и относительная погрешность сопро­тивления y_R — AR/R₀ = RJR₀ — Ro/Ryv Очевидно, что при малых сопротивлениях R₀ погрешность определяется сопротивлением /?_л> а при больших сопротивлениях R₀ — сопротивлением При R₀ < <VR_nR_yT погрешность Тя>0, а при Ro>V^rR_JlR_yi значение у# <0.

Для уменьшения влияния сопротивления соединительных прово­дов и контактов применяются схемы включения, описанные в § 3-4.

При включении резистора в цепь переменного тока необходимо учитывать его индуктивность и емкость. Емкость С может быть обра­зована межвитковыми емкостями и емкостями между резистором и близлежащими элементами. Индуктивность прямолинейного участка провода радиусом г₀ и длиной I определяется формулой L = = (х₀/ [In (2//г₀) — 1]/ (2я). Индуктивность одновиткового контура ра­диусом г равна L = [In (8r/r₀ — 2].

■ Индуктивность особенно велика у многовитковых проволочных резисторов. Чтобы ее уменьшить, применяют бифилярную обмотку.

<0

показанную на рис.. 5-2, а. При бифилярной обмотке можно пренебречь индуктивностью, но существенно возрастает емкость между проводами при их сближении. Компромиссным решением является применение бифилярной секционной обмотки, показанной на рис. 5-2, б. Индук­тивность L и емкость С являются распределенными параметрами, од­нако в большинстве случаев их можно учесть как сосредоточенные ^экв ^и Qkb■ Наличие индуктивности и емкости приводит как к появ­лению реактивной составляющей сопротивления, так и к некоторому изменению активной составляющей. Эквивалентная схема (рис. 5-2, е)

4