Рефераты по Физике

Приборы для измерения температуры

Страница 8

Общие сведения о термометрах сопротивления

Измерение температуры по электрическому сопротивлению тел / / (обычно металлических) основывается на зависимости их сопротив­ления от температуры. У большинства чистых металлов с ростом температуры сопротивление увеличивается приблизительно на 0,4% -град-1, а у металлов ферромагнитной группы (железо, никель, кобальт)—приблизительно на 0,65% -град"1. Металлические сплавы имеют более низкие температурные коэффициенты вплоть до значений, близких к нулю. Очень большие отрицательные темпе­ратурные коэффициенты, когда сопротивление уменьшается с уве­личением температуры, наблюдаются у некоторых полупроводниковых соединений. http://www.oaorosek.ru/ оценка опыта и деловой репутации охранных организаций.

Электрические термометры сопротивления практически позво­ляют измерять температуру с высокой степенью точности — до 0,02°С, а при измерениях небольшой разности температур — до 0,0005°С. Обязательное наличие источника тока, а также большие размеры чувствительного элемента у термометров сопротивления ограничивают их применение. Если у термопар температура опре­деляется в точке соединения двух термоэлектродов, то у термомет­ров сопротивления — на участке некоторой длины.

Чаще применяют металлические термометры сопротивления. Материалы для термометров сопротивления должны обладать следующими свойствами: а) высоким удельным сопротивлением; б) высоким температурным коэффициентом; в) химической инерт­ностью; г) легкой технологической воспроизводимостью; д) деше­визной; е) постоянством физических свойств во времени.

Металлические сплавы, обладающие обычно высоким удельным сопротивлением, но небольшим температурным коэффициентом, непригодны в качестве материала для термометров сопротивления. Неоднократные попытки широкого использования никеля и железа, обладающих большим температурным коэффициентом и высоким удельным сопротивлением, практически потерпели неудачу. Эти металлы в чистом виде получить трудно. Кроме того, они крайне слабо сопротивляются химическим воздействиям. По разным при­чинам отпала возможность использовать и многие другие металлы. Наиболее подходящими материалами для термометров сопро­тивления оказались платина (для измерений в интервале от —200 до 650°С) и медь (в интервале от —50 до +180°С).

Платина — дорогостоящий материал, химически инертен и легко получается в чистом виде. Удельное сопротивление платины Q0 = 0,0981 • 10-6 Ом∙м, при 0°С— достаточно большое. При температуре t полное сопротивление Rt (Ом) термометра опреде­ляется зависимостями:

для

t>0 (3)

для

t<0 (4)

Аналогичные зависимости имеет и удельное сопротивление

Qt, ОМ/М.

Для платины марки Пл-2 (ГОСТ 8588—64), применяемой обычно в стандартных термометрах сопротивления, коэффициенты в (3) и (4) имеют значения: А =3,96847∙10-3 град-1; В = -5,847∙ 10-7 град-2; С= -4,22∙10-12 град-4

Чистота платины характеризуется отношением сопротивления rioo при температуре 100°С к сопротивлению R0 при 0°С. Для пла­тины марки Пл-2 по (3) отношение Rm : R0= 1,391. Особо чистая платина марки Пл-0 характеризуется отношением R 100 :R0 = 1,3925. Чем больше загрязнена платина, тем меньше это отноше­ние.

Медь обладает малым удельным сопротивлением Q0 =0,0155-10-6 Ом-м. Медь получается электролитическим путем, поэтому даже обычные торговые сорта меди отличаются высокой степенью чистоты. Медные провода в различной изоляции выпуска­ются в широком ассортименте практически любых сечений. Однако при высоких температурах наблюдается интенсивное окисление даже изолированных медных проводников, что ограничивает верх­ний предел измерения. Температура +180°С является допустимым пределом применения лаковой изоляции проводов.

В применяемом интервале температур от —50 до +180°С сопро­тивление меди практически линейно зависит от температуры. Отно­шение R100: R0= 1,426.

Кроме чистых металлов, для термометров сопротивления ис­пользуются также некоторые полупроводниковые материалы.

При измерениях сопротивлений ток, протекающий по термо­метру, должен быть небольшим. Иначе выделение тепла может при­вести к заметной разности температур термометра и окружающей среды. Для технических термометров тепловая энергия, выделяемая в термометре, или мощность рассеивания должна быть не более 10 мет, а для полупроводниковых термометров (разных типов)— не более 0,3—2 мет.

Платиновые термометры сопротивления

Технические термометры (тип ТСП) чаще всего выполняются в конструктивной форме, показанной на рис. 7.

Неизолированную платиновую проволоку 1 диаметром 0,07 мм бифилярно наматывают на слюдяную пластинку 2 с зубчатыми краями. Бифилярная намотка необхо­дима для того, чтобы исключить появле­ние индуктивного сопротивления. Пла­стинка с намотанной на ней платиновой проволокой покрывается с двух сторон слюдяными пластинками таких же разме­ров. Все три пластинки скрепляются се­ребряной лентой 4 в пакет. К каждому концу платиновой проволоки приварива­ется подводящий провод 3 из серебра диаметром 1 мм. Подводящие провода изолируются фарфоровыми бусами 5 и присоединяются к зажимам на головке термометра. Такой чувствительный эле­мент помещают в тонкостенную алюми­ниевую трубку 6 (рис. 7), в нижней части которой расположен массивный вкладыш 7 с плоской прорезью для чув­ствительного элемента. Вкладыш улучша­ет условия теплопередачи от трубки к чувствительному элементу. Алюминие­вую трубку вместе с подводящими прово­дами помещают во внешний защитный чехол 8, выполняемый обычно из сталь­ной трубы.

Внешний вид и размеры термометров такие же, как и у термоэлектрических термометров. Длина чувст­вительного элемента во всех конструк­циях обычно не меньше 90—100 мм.

Рис. 7. Конструктивная схема платиновых тер­мометров сопротивле­ния: а — схема бифилярной на­мотки проволоки / на слю­дяную пластинку 2; б—чув­ствительный элемент тер­мометра в арматуре

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19