3.2 Конструкция термометров сопротивления

Надежная работа термометров сопротивления в наибольшей степени определяется механической прочностью конструкции, степенью герметичности и качеством изготовления чувствительного элемента термометра. На рисунке 3.2 показана конструкции технического ТС. Термометры сопротивления из чистых металлов изготавливают обычно в виде обмотки из тонкой проволоки на специальном каркасе из изоляционного металла (измерительный резистор 1). Эту обмотку принято называть чувствительным элементом (ЧЭ). От измерительного резистора идут выводы 2 к соединительной головке 6, к которой подводятся провода, ведущие на вторичный измерительный прибор (логометр или автоматический мост). Выводы по всей длине изолированы керамической трубкой 3. Термометр сопротивления расположен в специальной защитной арматуре, обеспечивающей защиту проводников от механических повреждений и воздействия среды. Арматура включает защитный чехол 5 и резьбовую втулку 4.

1–измерительный резистор, 2–выводы, 3–керамическая изолирующая трубка, 4– резьбовая втулка, 5– защитный чехол,

6– соединительная головка (соединительные клеммы),

7– длина термоприемника, 8– установочная длина,

9– длина промежуточной трубки.

Рисунок 3.2 – Конструкция термометра сопротивления

Конструкция чувствительного элемента термометров сопротивления показана на рисунке 3.3. Чувствительный элемент термометров сопротивления выполнен из металлической тонкой проволоки 2 (диаметром 0,03 – 0,1 мм), с безындукционной намоткой. Снизу петля спирали закреплена в каркасе 1. Материал каркаса должен обладать высокими электрическими изоляционными свойствами, хорошей теплопроводностью и механической прочностью. Для изготовления каркасов ЧЭ платиновых термометров сопротивления применяют плавленый кварц, специальную керамику на основе окиси алюминия.

Выводные проводники 3, соединяющие ЧЭ с соединительными проводами, в зависимости от назначения термометра и диапазона измерений выполняют из меди (до 150^oС), серебра (до 400^oС), золота (до 700^oС) платины или специального сплава. Для эталонных ТС выводные проводники применяют только из платиновой проволоки. ЧЭ эталонного термометра помещен в защитную оболочку 4 (гильзу), для изготовления которой применяют стекло или металл (см. рис. 3.3 а). Обычно гильза герметична и заполнена сухим гелием или азотом под давлением. При таком выполнении термометра обеспечивается хорошая теплоотдача от среды, температура которой измеряется, к ЧЭ.

В технических термометрах сопротивления платиновые спирали помещают в каналы керамического каркаса (см. рис. 3.3 б). Их выполняют двух или четырех канальными. Подгонка номинального сопротивления ЧЭ R₀ при 0^oС осуществляется постепенным уменьшением длины нижних концов спиралей, с последующей пайкой.

ЧЭ медного термометра выполнен из проволоки диаметром 0,1 мм многослойно намотанной на цилиндрический каркас из пластмассы, герметизированной слоем лака 5 (см. рис. 3.3 в) Собранный ЧЭ помещают в металлическую гильзу.

а б в

а) эталонный платиновый ТС, б) технический платиновый ТС,

в) технический медный ТС.

Рисунок 3.3 – Схема устройства чувствительного элемента

термометра сопротивления

Для уменьшения инерционности термометра сопротивления необходимо, чтобы материал защитного чехла обладал хорошей теплопроводностью, а рабочая часть термометра имела как можно меньшую массу и воздушную прослойку между чувствительным элементом и внутренними стенками защитной гильзы.

Головка термометра сопротивления должна быть соединена проводами с вторичным измерительным прибором (рис. 3.4). Поскольку из-за колебаний температуры сопротивление внешних проводов может быть много больше, чем сопротивление измерительного резистора термометра, необходимо исключить влияние этого дополнительного сопротивления с помощью подстроечного сопротивления. Сопротивление внешних и внутренних соединений термометра должно быть подогнано к заданному значению, положенному в основу юстировки измерительного прибора.

1 – подстроечное сопротивление, 2 – соединительные провода,

3 – места соединений, 4 – выводы, 5 – измерительный резистор.

Рисунок 3.4 – Принципиальная схема включения термометра

сопротивления