Большая энциклопедия техники

Полупроводниковые термометры сопротивления обладают высокой чувствительностью, на порядок превышающей чувствительность металлических термометров сопротивления, малой инерционностью, благоприятно влияющей на изучение нестационарных тепловых процессов, большим сопротивлением, которое может исключать изменения температуры окружающей среды при изучении температуры изменения сопротивления соединительных проводов.

Отрицательными свойствами считаются большой разброс температур внутри одного и того же типа, достаточно большое отличие номинальных значений сопротивлений и температурных коэффициентов, что препятствует взаимозаменяемости и созданию градировочной таблицы для определенного типа полупроводниковых термометров сопротивления, нелинейность зависимости электрического сопротивления от температуры, небольшая допустимая мощность рассеивания при прохождении измерительного тока.

Используются для произведения измерения температуры в пределах от -60 до +750 °C, также отмечено применение для измерения температур, достигающих 1000 °C.

В промышленности электрические термометры сопротивления объединяются с логометрами, автоматическими уравновешенными мостами, автоматическими компенсационными приборами, оснащенными шкалой в градусах Цельсия, применяющейся только для определенной градуировки термометра сопротивления и фиксированного значения сопротивления проводов, которые служат для монтажа термометра и измерительного прибора. Погрешность автоматических уравновешенных мостов составляет ±0,25 или ±0,5% от нормирующего значения. Производятся автоматические уравновешенные мосты следующих типов: показывающие; показывающие и самопишущие с ленточной диаграммой; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммой, оснащаемые дополнительными сигнальными и регулирующими приспособлениями, которые предназначены для применения в системах сигнализации и регулировки температуры.

Термопара

Термопара представляет собой два элемента, которые спаиваются своими концами; также термопара называется термоэлементом. Ток, получаемый от термопары, получил название термоэлектрического тока.

Термопара включает в себя две проволоки, платиновую и платинородиевую, которые считаются очень тугоплавкими. Они создают электродвижущую силу, пропорциональную температуре в широких пределах (до 1600 °C). В результате нагревания на каждые 100 °С образуется электродвижущая сила в 0,001 В. Термопара устанавливается в фарфоровую трубку.

Спай двух проволок определяется как конец термопары и помещается в печь, клеммы соединяются с гальванометром, градуированным по градусам Цельсия. Чтобы найти тепловое действие излучения, необходимо воспользоваться батареей из термопар, которые объединяются последовательно. При этом все нечетные спаи должны быть одной температуры, все четные спаи – другой температуры. Термопары оснащаются очень тонкими проволочками, спаи необходимо сплющить таким образом, чтобы у них была большая поверхность, поэтому им придается вид тоненьких листиков.

Термопара может обеспечиваться блоком усилителей сигналов, который применяется для преобразования электродвижущей силы от термопары в токовый сигнал 0—5 мА, 0—20 мА, 4—20 мА с компенсацией термо-ЭДС свободных концов термопары.

Электродвижущая сила для всех пар очень мала, при нагревании до 100 °С термопара никель – платина создает электродвижущую силу 0,0015 В, медь – константан – 0,004 В, висмут – сурьма – 0,011 В. КПД термопары составляет 1—3%, вследствие чего их не используют в качестве генераторов тока, исключением являются маломощные пары (до Вт). Определенные термопары имеют прямую пропорциональность между температурой нагревания спая и электродвижущей силой.

Такое соотношение применяется в термоэлектрическом термометре, который представляет собой объединение термопары и гальванометра, градуированного по градусам Цельсия.

Термопара считается основным прибором, используемым для произведения измерения температуры в индустриальном применении, например в металлургической промышленности, нефтехимическом производстве.

Для нахождения стомиллионных долей градуса некоторые спаи защищают от попадания излучения, и в то же время остальные спаи зачерняют, что приводит к максимальному поглощению лучей, также используется подсоединенный чувствительный гальванометр. Теплота, излучаемая человеком ночью на расстоянии 1,5 км, определяется при помощи задействования собирательных зеркал. Термопары используются и для измерения излучения наиболее удаленных звезд.

Терморезистор

Терморезистор представляет собой полупроводниковые термометры сопротивления и термометрические датчики.

Датчики используются для определения температуры окружающей среды. В этом случае ток, пропускаемый сквозь прибор, представляет собой настолько малую величину, что даже не производит нагрев терморезистора. В этом случае терморезистор употребляется в качестве датчика, получившего название термометра сопротивления.