1.2. Термопреобразователи сопротивления
Принцип действия основан на свойстве проводника (или полупроводника) изменять свое сопротивление с температурой.
Далее рассматриваются только проволочные термопреобразователи сопротивления, полупроводниковые, в виду их достаточно узкого температурного диапазона преобразования и из-за специфики полупроводникового материала почти не применяющихся в авиадвигателестроении – не рассматриваются.
В качестве чувствительного элемента в термопреобразователях сопротивления для применения в авиации используется платиновая проволока. Платиновые термопреобразователи чрезвычайно стабильны по времени и имеют кривую, очень точно совпадающую со стандартной (0.02 0.3) .
С ними можно работать в весьма широкой области температур (–200 1000) .
В термопреобразователях сопротивления общего назначения используется медная проволока, никель и др. сплавы. Медные термопреобразователи работают в области температур от – 200 до 200 , по точности и стабильности уступают платиновым.
Зависимость сопротивление – температура термопреобразователя сопротивления обычно характеризуют отношением электрического сопротивления при температуре 100 к электрическому сопротивлению при температуре 0 .
Номинальное
значение
для платины 1.3910, для меди 1.4280; кроме
того возможны преобразователи с
соотношением 1.3850 для платины и 1.4260 для
меди. Отношения в виде таблиц имеются
в различных справочниках.
1.2.1. Конструкция платинового термопреобразователя
Особенность конструкции платинового термопреобразователя сопротивления рис.1 заключается в следующим: платиновая проволока 2 не может быть покрыта достаточно хорошей изоляцией для приведенного выше диапазона измерения температур, поэтому она помещается на специальный каркас 3 с пазами для проволоки для устранения межвиткового замыкания из слюды или специальной керамики. Платиновая проволока 2 намотана бифилярно для уменьшения индуктивности, полученная таким образом обмотка заполняется порошком слюды 4 и помещается в защитный тонкостенный металлический корпус 5 с максимальной теплопроводностью.
Дополнительно каркас с уложенной проволокой в корпусе фиксируется пружинящими фиксаторами 1. Концы обмотки 6 точечной сваркой соединяются электрическим разъемом 7. Защитный корпус, как правило имеет диаметр 6 – 20 мм и длину порядка 80 –200 мм, таким образом размеры получаются довольно большими и как следствие исключается возможность измерения температуры в точке, а также весьма большая инерционность, см. таблицу 1, время, необходимое для получения выходного сигнала с номинальной погрешностью.
Таблица 1.1
Терморезисторы
тип |
постоянная времени |
скорость потока |
рабочее давление |
П–98АМ |
>1.4 сек |
>150 м/сек |
до 98 кПа |
П–98А |
>5сек |
>45 м/сек |
>735 мм.рт.ст. |
П–98 |
>4 сек |
>160 м/сек |
>735 мм.рт.ст. |
П–67 |
>5 сек |
>45 м/сек |
>735 мм.рт.ст. |
П-47 |
>3сек |
нет |
до 2 мПа |
Рис.
1. Типовая конструкция платинового
терморезистора
Для авиационных термопреобразователей сопротивления характерны конструктивные особенности защитной арматуры, минимизация постоянной времени датчика, предназначенных для измерения средней температуры потока газовой среды, кроме того, как правило, конструкция мест подсоединения к деталям авиационного двигателя выполняется асимметрично, обычно сопровождается соответствующей надписью, типа:
-
полет