Методы и средства измерения температуры, металлические термопреобразователи сопротивления, схемы включения. Погрешности измерений.

Термопреобразователи сопротивления - параметрические датчики температуры, поскольку от температуры зависит параметр резистора, а именно, его сопротивление постоянному току. Среди металлических наиболее популярными являются два вида термопреобразователей сопротивления - платиновый и медный.

Поскольку датчики параметрические, то для измерения их сопротивления через них приходится пропускать ток и измерять падение напряжения на этом сопротивлении .

Понятно, что при этом нельзя допускать перегрева термосопротивления, ибо этот перегрев будет вызывать погрешность результата измерений.

При нулевой температуре сопротивление термопреобразователя не равно нулю. Поэтому схема включения термопреобразователей сопротивления должна быть такой, чтобы при нулевой температуре выходной сигнал этой схемы был равен нулю. Это достигается двумя способами.

1) Термопреобразователь сопротивления включается в мост, который уравновешивается при температуре термосопротивления, равной нулю, и при других температурах работает в неравновесном режиме. Здесь учтено удаление датчика от остальной части схемы на значительное расстояние, и поэтому применяется трехпроводное включение датчика, такое, чтобы сопротивления линий связи влияли на результат измерения в минимальной степени. Сопротивление на результат измерения не влияет вообще. Сопротивления двух других линий , включены в противоположные плечи моста, и их влияние исключается практически полностью при условии .

2) Нулевой выходной сигнал при нулевой температуре реализуется численным методом, для чего в составе средства измерений должен быть предусмотрен микропроцессор или компьютер. В этом случае удаленный термопреобразователь подсоединяется к прибору или системе по четырехпроводной схеме. В этой схеме при условии применения усилителя с очень большим входным сопротивлением влияние соединительных проводов и контактов устраняется практически полностью, поскольку их сопротивление пренебрежимо мало по сравнению с входным сопротивлением усилителя.

Нулевое выходное напряжение при нуле температуры достигается вычитанием из каждого результата падения напряжения на сопротивлении , которое возникает при .

Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления, схемы включения. Погрешности измерений.

Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления (терморезисторы) отличаются от металлических меньшими габаритами, обратной зависимостью сопротивления от температуры, сильной нелинейностью этой зависимости и большим по абсолютной величине температурным коэффициентом сопротивления.

Зависимость сопротивления полупроводниковых терморезисторов от температуры удовлетворительно описывается формулой

,

где А - коэффициент, имеющий размерность сопротивления (Ом), В - коэффициент, имеющий размерность температуры.

Номинальное значение сопротивления терморезисторов нормируется для различных температур : и и колеблется в широких пределах: от единиц Ом до сотен кОм.

Недостатком полупроводниковых терморезисторов является значительный разброс характеристик и невысокая стабильность параметров во времени.

38