ис. Чувствительный элемент платинового термопреобразователя сопротивления.
Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на использовании зависимости электрического сопротивления проводников и полупроводников от температуры. У большинства чистых металлов с ростом температуры сопротивление увеличивается приблизительно на 0,4 % град-1.
Зная зависимость сопротивления от температуры, можно судить о температуре среды, в которой находится термометр. Измерительный комплект состоит из термопреобразователя сопротивления, вторичного прибора, подсоединительных проводов, источника питания. Чаще всего применяют металлические термопреобразователи сопротивления, чувствительные элементы которых изготовляют из чистых металлов.
Схема измерения температуры при помощи ТС
Платиновые термопреобразователи сопротивления бывают технические, образцовые и эталонные.
Металлы для термопреобразователей сопротивления должны обладать следующими свойствами: не окисляться и не вступать в химическое взаимодействие с измеряемой средой; иметь большой и по возможности постоянный температурный коэффициент электрического сопротивления. Наиболее полно указанным требованиям отвечают платина и медь. Платина Pt имеет достаточно большой температурный коэффициент электрического сопротивления Медь достаточно дешева, может быть легко получена в чистом виде, имеет высокий температурный коэффициент электрического сопротивления
Помимо металлов для термопреобразователей сопротивления применяются полупроводниковые материалы, которые изготовляют из смесей оксидов меди, марганца, магния, никеля, кобальта и других металлов. В качестве вторичных приборов для термопреобразователей сопротивления используют мосты (уравновешенные, неуравновешенные,
логометры, а также приборы типа А100Н или ТРМ12Рic. Уравновешенные мосты Уравновешенные мосты являются наиболее распространѐнными приборами для измерения сопротивлений. Поэтому они широко применяются и для работы в комплекте с термопреобразователями сопротивления (рис.2) [4]. Рис.2.
Автоматический уравновешенный мост собран по схеме с переменным сопротивлением плеч и трехпроводным соединением термопреобразователя сопротивления с мостом (рис.4) [1, 4]. Переменное сопротивление здесь содержит три параллельно соединенных резистора: Rр – собственно реохорд, выполняющий измерительные функции; Rш – шунт реохорда; Rп – резистор для подгонки заданного значения параллельного соединения сопро-тивлений всей реохордной группы; Rпр, Rh R2, R3 – резисторы мостовой схемы; Rд – добавочный резистор для подгонки тока из условия минимального самонагрева термопреобразователя сопро-тивления; Rб – резистор балластный в цепи питания для ограничения тока; Rt – термопреобразователь сопротивления; Rл – резистор для подготовки сопротивления соединительной линии; m – положение движка реохорда правее точки d в долях от Rпр; n – положение движка реохорда левее точки d в долях от Rпр [1, 4]. В качестве нуль-индикатора (НИ) в автоматических мостах используется электронный усилитель ЭУ. При изменении температуры изменяется сопротивление Rt и мост выходит из равновесия, т.е.
Неуравновешенный мост Неуравновешенные мосты (рис.5) обладают тем преимуществом, что не требуют уравновешивания тока в их измерительной диагонали. Величина этого тока и является мерой измеряемого мостом сопротивления. Применение стабилизированных источников питания исключает необходимость контроля. Эти мосты используются иногда в лабораторной практике, а также в измерительных схемах других приборов.
Логометры Логометры – это магнитоэлектрические приборы способные работать в комплекте с термопреобразователями сопротивления для измерения температуры [ Логометры бывают показывающими, самопишущими, многоточечными и, кроме того, могут иметь встроенные устройства для сигнализации и регулирования.
Логометры применяются в качестве вторичных приборов в комплекте с термометрами сопротивления. Принципиальная схема логометра с термометром сопротивления представлена на рис.2.
Логометрические схемы широко используются при измерениях с невысокой точностью. Прибор состоит из двух рамок-катушек, закрепляемых на общем каркасе. Система из двух рамок свободно вращается в неоднородном магнитном поле. Токоподводящие подвески (обычно изготавливаемые из тонких золотых ленточек) практически не препятствуют вращению рамо
Рис.6.2. а) Схема логометра: 1 – термометр сопротивления, 2 – эталонное сопротивление, 3 – батарея, 4 – рамки логометра; б) Схема логометра при большом удалении термометра сопротивления
Как видно из рис .6.2а, одна из катушек логометра питается током от источника, проходящим через калибровочное сопротивление, вторая – током, проходящим через термометр. Катушки включены таким образом, что вращающие моменты их направлены в противоположные стороны. Путем изменения магнитного зазора создается такое неоднородное магнитное поле, в котором рамки во всем диапазоне производимых измерений уравновешивают друг друга. Изменяя неоднородность поля, можно добиться равномерности деления шкалы под стрелкой прибора.
Поскольку момент токоподводящих ленточек мал по сравнению с рабочими моментами, равновесное положение рамки практически зависит только от соотношения сопротивлений в плечах схемы. Таким образом, схема оказывается нечувствительной к колебаниям напряжения источника питания до тех пор, пока сила тока в плечах не начнет влиять на соотношение сопротивлений.
При большом расстоянии между термометром и измерительным прибором точку разветвления B (рис.6.2б) целесообразно располагать вблизи термометрического сопротивления. Изменения сопротивлений, возможные из-за колебаний температуры соединительного кабеля, будут иметь место в обоих контурах измерительной цепи, и, таким образом, эти колебания не отразятся на результате измерений.