Терморезистивний перетворювальний елемент

Принцип дії терморезистивних перетворювачів базується на властивості провідників чи напівпровідників змінювати електричний опір при зміні температури. Для перетворень температури використовують матеріали, які мають високу стабільність ТКО, високу відтворюваність електричного опору для даної температури, значний питомий електричний опір і високий ТКО, стабільність хімічних і фізичних властивостей під час нагрівання, інертність до дії досліджуваного середовища.

Зміна опору ∆ R як міра температури реєструється за допомогою мостових схем або схем постійного струму зі стрілковими пристроями при дозволі до 0,001 К, а також за допомогою схем порівняння струмів і логометричних пристроїв або за допомогою числових способів вимірювань. Пристрій з одним датчиком, мостом та двома з’єднувальними проводами зображено на рис. 1.3 (Додаток А). [10]

З провідникових матеріалів широко застосовується платина. Цей благородний метал навіть при високих температурах і окисному середовищі не змінює своїх фізичних і хімічних властивостей. Температурний коефіцієнт опору в діапазоні 0 . 100 0С становить приблизно 1/273 град -1, питомий опір при при 20 0С дорівнює 0,105 Ом/мм2/ м, діапазон перетворювальних температур - -260…+ 1300 0С. Температурна залежність опору платини в діапазоні 0 . 6500 С описується рівнянням Календарі:

RT = R0 (1+ AT+ BT2), (1.2.1)

де RT , R0 - опори перетворювача при температурі Т і 00С; А і В сталі коефіцієнти (для платинового дроту, який застосовується в промислових термоперетворювачах температур А = 3,9702* 10-3 1/К, В = - 5,8893*10-7 1/ К2 ). До недоліків платинових перетворювачів температури належать досить висока забруднюваність платини при високих температурах парами металів (особливо заліза), порівняно невисока хімічна стійкість у відновному середовищі, внаслідок чого вона стає крихкою, втрачає стабільність характеристик.

Мідь, внаслідок низької вартості і досить високої стійкості до корозії, широко застосовують в перетворювачах температури в діапазоні -50 .+1800С. Температурний коефіцієнт опору міді:

RT = R0 (1 + TT).(1.2.2)

До недоліків мідних перетворювачів температури належать висока окислюваність під час нагрівання, внаслідок чого вони застосовуються у вказаному, порівняно вузькому діапазоні температур у середовищах з низькою вологістю і при відсутності агресивних газів[4].

Тугоплавкі метали - вольфрам, молібден, тантал і ніобій - застосовуються обмежено. Вплив рекристалізації та росту зерен в результаті дії температури робить чутливий елемент з цих матеріалів крихким і тому дуже чутливим до механічних вібрацій.

Терморезистивні перетворювачі температури, що називають стандартом термоперетворювачами опору (ТО), бувають трьох основних різновидів: з платиновим (ТОП), мідними (ТОМ) та нікелевим (ТОН) чутливим елементами і призначені для перетворення температури в діапазоні -260 .1100 0С.

Основними причинами похибок терморезистивних перетворювачів температури є неточність підганяння і відхилення від номінального, а також нестабільність цих параметрів у часі. Перевагами напівпровідникових термоперетворювачів є малі габарити, мала інерційність. Про те вони поступаються провідниковим в точності[5].

Цікаві статті з розділу

Діяльність озер та боліт у формуванні мінеральних ресурсів
Актуальність. Ми живемо в епоху гострого конфлікту між людським суспільством та природою, коли нераціональна господарська діяльність порушила динамічну рівновагу біосфери нашої планети, що ...

Екологічний аудит, як основний інструмент екологічного менеджменту
Постановка проблеми. Основою розвитку світової спільноти в XXI столітті за рішенням Конференції ООН з охорони навколишнього середовища в Ріо-де-Жанейро (1992) прийнята концепція сталого розв ...

Сучасний екологічний стан Антарктичного півострова
Антарктичний півострів - це постійна низька температура повітря, майже постійні сильні вітри. Високий рівень ультрафіолетового опромінювання, низький атмосферний тиск і розріджене повітря теж не підні ...