2.6 Термосопротивления

Т ермосопротивления представляют собой диэлектрический корпус, на который наматывается медная или платиновая проволока (рис. 2.11). Обычно корпус термосопротивлений керамический или фарфоровый. Эта конструкция погружается в металлический баллон и засыпается кварцевым песком для создания буферной зоны и повышения прочности керамического корпуса. Основное достоинство термосопротивлений заключается в том, что они имеют линейную зависимость сопротивления от температуры, рис. 2.12.

,

где - термический коэффициент сопротивления меди или платины;

- сопротивление при 0°С;

- сопротивление при температуре t.

Термический коэффициент сопротивления металлов находится по формуле:

.

В основном применяются медные и платиновые термосопротивления вследствие линейной зависимости их сопротивления от температуры. На рис. 2.13 приведены характеристики этих сопротивлений.

Из этого рисунка следует, что чувствительность медных термосопротивлений более высокая, чем у платиновых.

Из графиков так же следует, что одной и той же температуре соответствуют разные значения сопротивлений термопреобразователей.

Таблица характеристик стандартных термосопротивлений

Таблица 2.8

Тип термосопротивления	Град.		Пределы измерений	Погрешности
				По классу точности		,отн. ед.
Платиновое ТСП	гр.20	10	0…+650	I кл. т.
Платиновое ТСП	гр.21	46	-200…+ 500	II кл. т.	0,1
Платиновое ТСП	гр.22	100	-200…+ 500	II кл. т.	0,1
Медное ТСМ	гр.23	53	-50…+180	II кл. т.	0,1
Медное ТСМ	гр.24	100	-50…+180	III кл. т.	0,1

Из таблицы 2.8 следует, что наименьшую погрешность измерений имеет платиновое термосопротивление, но его чувствительность более низкая, чем у медных термосопротивлений.

2.7. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЯ

В современном приборостроении все большее применение для измерения температур получают полупроводниковые термисторы. Основными достоинствами терморезисторов являются:

1) высокая чувствительность;

2) малая инерционность;

3) малые размеры.

Размеры термисторов крайне малы, по сравнению с проволочными термосопротивлениями. Но при этих достоинствах есть проблемы по их использованию в технологических процессах. К недостаткам термисторов относятся:

1) значительная нелинейность характеристик, что позволяет использовать их в узком диапазоне температур;

2) большой разброс параметров термисторов одинаковой группы, что усложняет процесс настройки средств измерений или их замены;

3) необходимость использования электронных блоков микропроцессоров с соответствующим программным обеспечением, проводящих линеаризацию зависимости .

Современные электронные блоки, содержащие Pic-контроллеры, позволяют автоматизировать процесс линеаризации функции. После прогонки

н а испытательном стенде нелинейного датчика температуры Pic-контроллер автоматически вносит поправки на измерение параметра и запоминает их. Описание одного из таких pic-контроллеров приведено в разделе 2.3.11.

Обычно термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент, т.е. с ростом температуры сопротивление термистора падает. Но некоторые полупроводниковые терморезисторы могут иметь положительный температурный коэффициент. Такие терморезисторы называются позисторами (positives - положительный). Но к недостаткам термисторов этой группы относится то, что они имеют как положительный, так и отрицательный температурный коэффициенты в разных интервалах температур (рис. 2.14). В одном диапазоне температур термический коэффициент сопротивления отрицателен (АВ, CD), а во втором положительный - ВС. Такие характеристики называются - характеристиками. На рис. 2.14. видно, что сопротивлению соответствуют три значения температуры . Это обстоятельство значительно сужает интервал измеряемых температур. При использовании таких датчиков необходимо измерять температуру в интервалах АВ, ВС или CD. Типы наиболее распространенных отечественных термисторов - ММТ, КМТ и т.д.

В последнее время появилась группа полупроводниковых датчиков, которые в очень узком интервале температур значительно повышают или понижают свое сопротивление, рис. 2.15. Такие датчики называются КРИЗИСТОРАМИ. Для измерения температуры они не пригодны, но могут быть применены в системах аварийной защиты и сигнализации. Широкого применения они пока не нашли.