Принцип действия и конструкция термопротивления

Thread Content

Терморезистор — это наиболее распространенный датчик температуры в среднетемпературном и низкотемпературном диапазонах. Его основные преимущества — высокая точность измерений и стабильная производительность. Среди них наибольшую точность измерений обеспечивают платиновые термопары; они широко используются не только в промышленном измерении температуры, но и служат стандартными эталонными приборами. 1. Принцип измерения температуры с помощью терморезисторов и материалы. Измерение температуры с использованием терморезисторов основано на свойстве металлических проводников — увеличении их электрического сопротивления по мере повышения температуры. Терморезисторы в основном изготавливаются из чистых металлических материалов; наиболее широко используются платина и медь. Кроме того, в настоящее время для производства терморезисторов начинают применять такие материалы, как хром, никель, марганец и родий. 2. Структура терморезистора (1) Терморезистор высокой точности. Исходя из принципа измерения температуры с помощью терморезистора, можно сказать, что изменения температуры определяются непосредственно через изменение сопротивления самого терморезистора. Поэтому изменения сопротивления проводов, соединяющих терморезистор с внешней схемой, также могут влиять на точность измерения температуры. Для устранения влияния сопротивления выводов обычно используется трехжильная или четырехжильная схема. (Двухжильная схема: два провода используются как для передачи питания, так и для передачи сигнала; другими словами, нагрузка, к которой подается сигнал от датчика, соединена последовательно с источником питания. Источник питания подается извне и работает вместе с нагрузкой для её приведения в действие.) Трехжильная схема: в датчиках с трехжильной схемой положительный полюс питания и положительный полюс сигнала выхода разделены, но они используют общий контакт COM. Четырехпроводная схема: два провода для питания, два провода для сигнала. Питание и сигналы работают отдельно. ） （2） Терморезистор в защитном корпусе. Терморезистор в защитном корпусе представляет собой прочный элемент, состоящий из датчика температуры (резистивного элемента), выводов, изоляционного материала и нержавеющей оболочки. Его внешний диаметр обычно составляет от φ2 до φ8 мм. По сравнению с обычными термопротивниками, у него есть следующие преимущества: ① малый размер, отсутствие воздушных зазоров внутри, что снижает тепловую инерцию и задержку при измерениях ； ②Хорошие механические свойства, устойчивость к вибрациям, ударопрочность ； ③Может изгибаться, что упрощает монтаж. ④ Долгий срок службы. (3) Терморезистор края поверхности. Датчик температуры в виде терморезистора края поверхности изготавливается путем намотки специально обработанной проволоки; он располагается непосредственно на краю поверхности термометра. По сравнению с обычными осевыми терморезисторами, он позволяет более точно и быстро определять фактическую температуру края поверхности, что делает его подходящим для измерения температуры краев поверхностей подшипников и других деталей. (4) Термопротивники с взрывозащитой. Термопротивники с взрывозащитой благодаря специальной конструкции корпуса ограничивают возможность взрыва взрывоопасной смеси, находящейся внутри корпуса, при воздействии искр или дуги электрического тока. Это предотвращает возникновение взрывов на месте производства. Детекторы температуры с взрывозащитой могут использоваться для измерения температуры в помещениях с опасностью взрыва, относящихся к классам Bla–B3c. 3. Состав системы измерения температуры с использованием терморезисторов. Система измерения температуры с использованием терморезисторов обычно состоит из самого терморезистора, соединительных проводов и приборов для отображения данных. Необходимо обратить внимание на два момента: ① Коэффициенты деления терморезистора и показателей прибора должны совпадать. ② Чтобы устранить влияние изменений сопротивления соединительных проводов, необходимо использовать трехжильную схему подключения. Как следует из названия, сопротивление терморезистора меняется в зависимости от температуры; например, в качестве терморезисторов используются платиновые или медные проволоки с хорошей линейностью. Для промышленных целей обычно используются термопротивления типа Pt100, Pt10, Pt1000, Cu50, Cu100. Диапазон измерения температуры для платиновых термопротивлений составляет от минус 200 до 800 градусов Цельсия, а для медных термопротивлений — от минус 40 до 140 градусов Цельсия. Если термопротивление изготовлено из платиновой нити, то его классификация обозначается как Pt100. То есть его сопротивление составляет 100 ом при 0 градусах, 18,52 ом при -200 градусах, 175,86 ом при 200 градусах и 375,70 ом при 800 градусах. Например, термопротивление, сделанное из медной проволоки, с классом точности Cu50. При температуре 0 градусов её сопротивление составляет 50 ом, а при 100 градусах — 71,400 ом. Формулы терморезисторов имеют вид Rt=Ro(1+A*t+B*t*t); Rt=Ro. Здесь t обозначает температуру в градусах Цельсия, Ro — значение сопротивления при нулевой температуре в градусах Цельсия. A, B и C — это заданные коэффициенты; для Pt100 значение Ro равно 100. Определение номера деления: обозначает диапазон температур, а также указывает, сколько вольт или милливольт будет выдаваться на выходе термопары или терморезистора для каждого конкретного номера деления.