Принцип действия. Действие термопреобразователей сопротивления (термометров со- противления) основано на свойстве металлов и полупроводников изменять свое электрическое

Действие термопреобразователей сопротивления (термометров со- противления) основано на свойстве металлов и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры.

Известно, что подавляющее большинство металлов имеет положи- тельный температурный коэффициент электрического сопротивления. Это связано с тем, что число носителей тока – электронов проводимости – в металлах очень велико и не зависит от температуры. Электрическое сопро- тивление металла увеличивается с повышением температуры в связи с воз- растающим рассеянием электронов на неоднородностях кристаллической решетки, обусловленным увеличением тепловых колебаний ионов около своих положений равновесия. В полупроводниках наблюдается иная кар- тина – число электронов проводимости резко возрастает с увеличением температуры. Поэтому электрическое сопротивление типичных полупро- водников столь же резко (обычно по экспоненциальному закону) уменьша-

ется при их нагревании. При этом температурный коэффициент электриче- ского сопротивления полупроводников на порядок выше, чем у чистых ме- таллов.

Если известна зависимость между электрическим сопротивлением Rt термопреобразователя сопротивления и его температурой t (т.е. Rt = f(t) - градуировочная характеристика), то, измеряя Rt, можно определить темпе- ратуру среды.

Статическая характеристика металлических термометров сопротив-

ления может быть записана в виде формулы:

R = R 0 [1+α (t − t 0)], (2.32)

где α - температурный коэффициент сопротивления, Ом/°C; R0 – сопро-

тивление термометра при температуре t0, Ом; R – сопротивление термо-

метра при температуре t, Ом.

Градуировочные характеристики термометров сопротивления приво-

дятся в справочниках (см. Приложения 1, 2).

Термометры сопротивления широко применяются для измерения температуры в интервале от –260 до 850 °С. В отдельных случаях они мо- гут быть использованы для измерения температур до 1000 °С.

К числу достоинств металлических термометров сопротивления сле-

дует отнести:

• высокую степень точности измерения температуры;

• возможность выпуска измерительных приборов к ним со стан-

дартной градуировкой шкалы практически на любой температур-

ный интервал;

• возможность централизации контроля температуры путем присое-

динения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивле-

ния через переключатель к одному измерительному прибору.

К недостаткам термометров сопротивления относится потребность в постоянном источнике тока.