Как работают термометры сопротивления
Измерение температуры - один из самых распространенных и важных параметров, контролируемых в любом технологическом процессе. И это не случайно, так как перегрев производственных систем грозит самыми разрушительными последствиями.
В целом, температуру измеряют различными способами, контактным и бесконтактным методами, при помощи термометров.
С особенностями использования термоэлектрических термометров или термопар вы можете ознакомиться в других наших статьях. В этом материале рассмотрим, как устроены термометры сопротивления, на какие типы подразделяются, когда целесообразней использовать тот или иной вид ТС.
Принцип работы термопреобразователей сопротивления отражен в названии датчиков и основан на методе изменения электрического сопротивления в металлах, согласно которому, электрическое сопротивление элемента растет с увеличением температуры окружающей среды и наоборот.
Металлические проводники термометров сопротивления должны удовлетворять следующим условиям:
- Стабильность градуировочной характеристики;
- Взаимозаменяемость, то есть возможность замены вышедшего из строя датчика на аналогичный без повторной юстировки системы;
- Нечувствительность к малым примесям;
- Наилучшую линейность зависимости сопротивления от температуры;
- Высокое значение температурного коэффициента электрического сопротивления;
- Большое удельное сопротивление;
- Невысокая стоимость материала.
Известно, что чем чище металл, тем более он соответствует указанным требованиям. Поэтому самыми распространенными металлами для изготовления термометров сопротивления являются платина Pt и медь Cu.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 6651-94 «Термопреобразователи сопротивления. Общие технические условия» выделяет три типа термопреобразователей сопротивления.
|
Тип термопреобразователя |
Номинальное сопротивление R0 при 0°C |
Условное обозначение |
Диапазон измеряемых |
|
|
РФ |
Международная |
|||
|
1 Ом 10 Ом 50 Ом 100 Ом 500 Ом |
1П 10П 50П 100П 500П |
Pt1 Pt10 Pt50 Pt100 Pt500 |
-200…+850°С |
|
|
1 Ом 10 Ом 50 Ом 100 Ом |
1П 10П 50П 100П |
Cu1 Cu10 Cu50 Cu100 |
-200…+200°С |
|
|
Термометр сопротивления никелевый ТСН |
100 Ом |
100Н |
Ni100 |
-60…+180°С |
Конструктивно термометры сопротивления состоят из чувствительного элемента (ТСП – платиновый, ТСМ – медный, ТСН - никелевый) и внутренних соединительных проводов, помещенных в герметичный защитный корпус, а также внешних клемм и выводов, предназначенных для подключения к измерительному прибору. Выпускается большое количество исполнений ТС. Бывают термометры сопротивления с двумя одинаковыми чувствительными элементами для подключения к двум отдельным вторичным приборам, установленным в разных местах.
На рисунке представлен один из вариантов конструкции термопреобразователя.
1 - фарфоровый изолятор; 2, 3 - штуцер; 4 - головка; 5 - прокладка; 6 - крышка; 7 - контактная клемма; 8 - контакт для подсоединения измерительного прибора; 9 - компаунд; 10 – защитная гильза; 11 - окись алюминия; 12 - чувствительный элемент
Разнообразие исполнений термопреобразователей сопротивления под любые задачи представлено на сайте td-etalon.com
|
|
Тип датчика температуры: ТСМ Номинальная статическая характеристика: 50М Диапазон измеряемых температур:
Контролируемая среда:
|
|
|
Тип датчика температуры: ТСП Номинальная статическая характеристика:
Диапазон измеряемых температур:
Тип контролируемой среды:
Маркировка взрывозащиты: 1ExdIICT4 |
|
|
Тип датчика температуры: ТСМ Номинальная статическая характеристика: 50М Диапазон измеряемых температур: -50...+150°C Контролируемая среда:
|
|
|
Тип датчика температуры: ТСП Номинальная статическая характеристика:
Диапазон измеряемых температур:
Тип контролируемой среды:
|
Подводя итоги, еще раз отметим главное отличие термопреобразователей сопротивления от других датчиков температуры. Безусловно, основная особенность - это линейная выходная характеристика. Линейность характеристики, а также гораздо более высокие показатели точности и повторяемости результатов измерений, делают термометры сопротивления востребованными. Если говорить о типах ТС, то никелевые термопреобразователи (ТСН) имеют высокую чувствительность, платиновые (ТСП) – стабильность, то есть неизменность показаний с течением времени, медные (ТСМ) – низкую цену и наилучшую линейность зависимости сопротивления от температуры.
