Термометр сопротивления - комплект для измерения температуры, основанный на зависимости электрического сопротивления термопреобразователя от температуры.
Платиновые преобразователи сопротивления используются для измерения температуры от –260 до +1100 °С. Платиновые термопреобразователи сопротивления являются наиболее точными первичными преобразователями в диапазоне температур, поэтому используются в качестве рабочих, образцовых и эталонных термометров.
Медные термопреобразователи сопротивлений предназначены для измерения температуры в диапазоне от –50 до +200°С. При более высоких температурах медь активно окисляется и потому не используется.
Никель и железо благодаря своим относительно высоким температурным коэффициентам электрического сопротивления и сравнительно большим сопротивлениям хотя и используются для измерения температуры в диапазоне от –50 до +250°С, однако широко не применяются. Это связано с тем, что градуировочная характеристика их нелинейна, а главное, не стабильна и не воспроизводима, и потому термопреобразователи сопротивления, изготовленные из этих металлов, не стандартизованы.
Конструкция технических термометров с металлическим термопреобразователем сопротивления показана на рисунке. Тонкая проволока илилента из платины или меди 1 наматывается на каркас 2 из керамики, слюды, кварца, стекла или пластмассы. После намотки обычно неизолированной платиновой проволоки каркас вместе с проволокой покрывают слюдой. Длина намотанной части каркаса с платиновой проволокой - 50÷100 мм, а с медной – 40 мм. Каркас для защиты от повреждений помещают в тонкостенную алюминиевую гильзу 3, а для улучшения теплопередачи от измеряемой среды к намотанной части каркаса между последней и защитной гильзой 3 устанавливаются упругие металлические пластинки 4 или массивный металлический вкладыш. При изготовлении медных термопреобразователей сопротивления применяют безындукционную бескаркасную намотку. В качестве материала используют изолированную медную проволоку диаметром 0,08 мм, покрытую фторопластовой пленкой. Гильзу 3 с ее содержимым помещают во внешний, обычно стальной, замкнутый чехол 5, который устанавливается на объекте измерения с помощью штуцера 6. На внешней стороне чехла располагается соединительная головка 8, в которой находится изоляционная колодка 7 с винтами для крепления выводных проводов, идущих от каркаса через изоляционные бусы 9.
|
Рисунок - Конструкция термометра с металлическим термопреобразователем сопротивления
|
Полупроводниковые термопреобразователи сопротивления применяются для измерения температуры от –100 до 300 °С. Основным преимуществом полупроводников (оксиды магния, кобальта, марганца, титана, меди, кристаллы германия) является их большой отрицательный температурный коэффициент сопротивления. При повышении температуры полупроводников на один градус их сопротивление уменьшается на 3–5%, что делает их очень чувствительным к изменению температуры. Они находят широкое применение в системах температурной сигнализации, вследствие присущего им релейного эффекта – скачкообразного изменения сопротивления при достижении определенной температуры. Недостатком полупроводниковых материалов является их значительная нелинейность и, главное, невоспроизводимость градуировочной характеристики. Поэтому полупроводниковые термопреобразователи сопротивления даже одного и того же типа имеют индивидуальные градуировки и не взаимозаменяемы.