Датчики температуры. Часть вторая. Терморезисторы

В пeрвoй чaсти стaтьи былo кoрoткo рaсскaзaнo oб истoрии вoзникнoвeния рaзличныx тeмпeрaтурныx шкaл и иx изoбрeтaтeляx Фaрeнгeйтe, Рeoмюрe, Цeльсии и Кeльвинe. Тeпeрь стoит пoзнaкoмиться с тeмпeрaтурными дaтчикaми, принципaми иx рaбoты, прибoрaми интересах пoлучeния дaнныx oт этиx дaтчикoв.

Дoля измeрeния тeмпeрaтуры в тexнoлoгичeскиx измeрeнияx

В сoврeмeннoм прoмышлeннoм прoизвoдствe прoизвoдится измeрeниe мнoжeствa рaзличныx физичeскиx вeличин. С них массовый и титрометрический расход составляет 15%, эшелон жидкостей 5%, шанс не более 4%, влияние около 10% и приблизительно далее. А вот определение температуры составляет почти не 50% от общего количества технических измерений.

Разэтакий высокий процент достигается в количестве точек измерения. Си на среднего размера атомной электростанции жар может измеряться примерно сказать в 1500 точках, а в крупном химзаводе сие количество достигает двадцати и побольше тысяч.

Такое наличность говорит не не менее о широком разнообразии средств измерений и равно как следствие множестве первичных преобразователей и датчиков температуры, а равным образом о постоянно возрастающих требованиях к точности, быстродействию, помехоустойчивости и надежности приборов измерения температуры.

Основные ожидание температурных датчиков, воззрение работы

Практически по сию пору температурные датчики, применяемые в современном производстве, используют максима преобразования измеряемой температуры в электрические сигналы. Такое трансформация основано на часть, что электрический сообщение возможно передавать с высокой скоростью бери большие расстояния, в электрические а сигналы могут бытовать преобразованы любые физические величины. Преобразованные в численный код эти сигналы могут оказываться переданы с высокой точностью, а за исключением того введены к обработки в компьютер.

Термопреобразователи сопротивления

Их тоже еще называют терморезисторами. Дефиниция действия их основан в том, что хана проводники и полупроводники имеют Температурный Характеристика Сопротивления сокращенно ТКС. Сие примерно то — а, что и известный во всех отношениях коэффициент температурного расширения: подле нагревании тела расширяются.

Необходимо заметить, что полно металлы обладают положительным ТКС. Другими словами электрическое прочность проводника увеличивается возле возрастании температуры. После этого можно вспомнить оный факт, что лампы накаливания перегорают чаще в (итоге в момент включения, до ((сего спираль холодная и воспротивление ее невелико. От этого места и повышенный ток близ включении. Полупроводники имеют ругательный ТКС, при увеличении температуры их гридлик уменьшается, но об этом полно сказано чуть ранее.

Металлические терморезисторы

Казалось бы, как в качестве материала чтобы терморезисторов возможно деть любой проводник, всё же, ряд требований предъявляемых к терморезисторам, говорит что такое? это не просто так.

Прежде всего, источник для изготовления температурных датчиков, оказаться вынужденным обладать достаточно большим ТКС, а связанность сопротивления от температуры должна лежать достаточно линейной в широком диапазоне температур. Не принимая во внимание того металлический шунт должен быть инертен к воздействию окружающей среды и обезопасить хорошую воспроизводимость свойств, почто позволит производить замену датчиков отнюдь не прибегая к различным тонким настройкам измерительного прибора в целом.

В области всем указанным свойствам почти что идеально подходит платина (когда не считать высокой цены), а вот и все медь. Такие терморезисторы в описаниях называются медные (ТСМ-Cu) и платиновые (ТСП-Pt).

Терморезисторы ТСП могут применяться в диапазоне температур -260 — 1100°C. Разве измеряемая температура находится в пределах — 650°C, ведь датчики ТСП могут прилагаться в качестве эталонных и образцовых, ввиду нестабильность градуировочной характеристики в этом диапазоне мало-: неграмотный превышает 0,001°C. К недостаткам терморезисторов ТСП только и остается отнести высокую стоимостное выражение и нелинейность функции преобразования в широком диапазоне температур. (вследствие точное измерение температур что лишь в указанном в технических данных диапазоне.

Большее растекание на практике получили побольше дешевые медные терморезисторы марки ТСМ, зависимое положение сопротивления от температуры у которых обильно линейна. Как порок медных резисторов имеется возможность считать низкое удельное противоборство, и недостаточная устойчивость к воздействию высоких температур (легкая окисляемость). Из-за этого медные терморезисторы имеют мера измерения не сверху 180°C.

Для подключения датчиков как ТСМ и ТСП используется двухпроводная черта, если удаление датчика ото прибора не превышает 200м. Ежели это расстояние предпочтительно, то используется трехпроводная стрежень связи, в которой беспристрастный провод используется пользу кого компенсации сопротивления подводящих проводов. Подобные способы подключения исчерпывающе показаны в технических описаниях приборов, которые комплектуются датчиками ТСМ иначе говоря ТСП.

К недостаткам рассмотренных датчиков долженствует отнести их низкое быстродействие: тепловая пассивность (постоянная времени) таких датчиков находится в пределах ото десятков секунд по нескольких минут. Действительно, изготавливаются и малоинерционные терморезисторы, константа. Ant. переменная времени которых приставки не- более десятых долей секунды, словно достигается за кредит их малых габаритов. Такие терморезисторы изготавливают изо литого микропровода в стеклянной оболочке. Они высокостабильны, герметизированы, и малоинерционны. Окромя того при малых габаритах имеют борьба до нескольких десятков килоОм.

Полупроводниковые терморезисторы

Их в свою очередь часто называют термисторами. По мнению сравнению с медными и платиновыми они имеют больше высокую чувствительность и зуб ТКС. Это говорит о фолиант, что при увеличении температуры их импеданс. Ant. подчинение уменьшается. ТКС термисторов нате порядок выше, нежели у их медных и платиновых собратьев. Присутствие весьма малых габаритах прочность термисторов может выигрывать до 1 МОм, что такое? исключает влияние возьми результат измерения сопротивления соединительных проводов.

Интересах измерения температуры наибольшее популяризация получили полупроводниковые терморезисторы марки КМТ (получи и распишись основе окислов марганца и кобальта), а опять же ММТ (окислы марганца и меди). Обязанности преобразования термисторов в достаточной мере линейна в диапазоне температур -100 — 200°C, твердость полупроводниковых терморезисторов жуть высока, характеристики стабильны в характер долгого времени.

Единственным недостатком является ведь, что в серийном производстве без- удается с достаточной точностью напечатать необходимые характеристики. Вотан экземпляр значительно отличается ото другого, примерно в среднем же, как транзисторы: пожалуй бы из одной упаковки, а компонента усиления у всех пестрый, двух одинаковых с сотни не найдешь. Такого типа разброс параметров приводит к тому, подобно как при замене термистора доводится заново производить регулировку аппаратуры.

Для того питания термопреобразователей сопротивления чаще общей сложности используется мостовая описание, в которой уравновешивание моста производится подле помощи потенциометра. Присутствие изменении сопротивления терморезистора с воздействия температуры уравновесить протез можно только поворотом потенциометра.

Подобная коммутация с ручной регулировкой применяется в качестве демонстрационной в учебных лабораториях. Стрелка потенциометра имеет шкалу, проградуированную естественно в единицах температуры. В реальных измерительных схемах все на свете, конечно, производится автоматично.

В следующей части статьи полноте рассказано о применении термопар и механических термометров расширения — Датчики температуры. Термопары

Борец за славу Аладышкин, Электрик Инфо

Домашняя автоматизация

Практическая электротехника и электроника

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте уз умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-ситет от GeekBrains:

Кафедра Интернет вещей

Ваша милость сможете:

• Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;

• Обрести опыт работы с реальными проектами, в команде и нестандартно;

• Получить удостоверение и письменное удостоверение, подтверждающие полученные навыки.

Starter box для первых экспериментов в бакшиш!

После прохождения курса в вашем портфолио кончайте: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная текстиль устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-редуктор), устройство контроля влажности воздуха, политическое устройство умного полива растений, (у)строение контроля протечки воды…

Ваш брат получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный обязательство, которые можно наболтать в портфолио и показать работодателю.

Подробнее в этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Ссылк