6.4.2. Никелевые термометры сопротивления

Характеристики никелевых термометров сопротивления нормируются стандартом СЭВ 1057-78 на интервал температур от минус 60 до плюс 180 °C. Класс допуска – III. Номинальные сопротивления при 0 °C составляют 50 и 100 Ом.

Никель обладает высоким температурным коэффициентом, достигающим a = 6,75×10^-3 К^-1, большим удельным сопротивлением  = 1,28×10^-7 Ом×м, что позволяет получать достаточно малогабаритные термометры с большим коэффициентом преобразования. Номинальное отношение W₁₀₀ для слаболегированного никеля установлено 1,617±0,004.

Номинальные статическая характеристика преобразования для никелевых термометров сопротивления в диапазоне 0…200 °C описывается уравнением

,

где A = 5,8610 ^–3 K ^–1, B = 810 ^–6 К ^–2.

Недостатками никеля являются окисление при высоких температурах, сильная зависимость ТКС от чистоты металла.

6.4.3. Платиновые термометры сопротивления

Чистая платина является одним из наиболее распространенных металлов, применяемых для изготовления термометров сопротивления.

Платина отвечает обязательным требованиям, предъявляемым к материалам для изготовления термометров сопротивления.

Диапазон использования платины от минус 269 до плюс 1100 °C. Термометрическая платина для рабочих термометров характеризуется отношением

.

Для воспроизведения международной практической термометрической шкалы используется особо чистая платина в виде отожженной свободной от напряжения проволоки, имеющей отношение

.

Сопротивление платины имеет сложную нелинейную температурную зависимость. В интервале температур 0÷850 °C зависимость экстраполируется выражением

,

на интервале от минус 200 до 0 °C – выражением

,

где A = 3,968×10^–3 C^–1, B = – 5,847 10 ^–7 C ^–2, C = – 4,22×10^–12 C^–4.

Платиновые термометры сопротивления имеют следующие значения сопротивления при 0 °C: 1, 5, 10, 50, 100 и 500 Ом (в эксплуатации находятся термометры с R₀ = 46 Ом). Этим термопреобразователям сопротивления присвоены следующие условные обозначения номинальной статической характеристики преобразования: 1П, 5П, 10П, 50П, 100П и 500П (термометры с сопротивлением R₀ = 46 Ом обозначаются гр. 21).

Некоторые стандартизованные номиналы чувствительных элементов платиновых рабочих термометров представлены в табл. 6.9.

Таблица 6.9. Платиновые термометры сопротивления

Условное обозначение НСХ	R0, Ом	Диапазон измерений, °С
1П	1	–50…+1100
5П	5	–100…+1100
10П	10	–200…+1000
гр. 21	46	–260…+1000
50П	50	–260…+1000
100П	100	–260…+1000
500П	500	–260…+300

Недостатком платины является ее загрязнение в восстановительной среде парами металлов, окислами углерода и другими веществами, что особенно проявляется при высоких температурах.

Проволочные чувствительные элементы являются превалирующими в практической термометрии. Однако в настоящее время с ними успешно конкурируют термометры в металлопленочном исполнении. Такие термометры изготавливаются на различных подложках – из ситалла, сапфира, поликора методом вакуумного напыления. Такие термометры имеют особую перспективу при массовом производстве. Большая часть операций по их изготовлению и подгонке номинала сопротивления практически полностью автоматизирована.

В металлопленочном исполнении чувствительные элементы характеризуются несколько меньшим ТКС по сравнению с проволочными (до 10 %).

В металлопленочном исполнении возможно эффективное применение материалов, нетрадиционных для термометрии. Так, для области температур 4,2…25 К известно использование марганцевого пленочного термометра, имеющего линейную функцию преобразования в этой области и высокую воспроизводимость (не хуже 0,01 К).