Навигация
Терморезистивний перетворювальний елемент
31390
знаков
6
таблиц
13
изображений
1.2 Терморезистивний перетворювальний елемент
Принцип дії терморезистивних перетворювачів базується на властивості провідників чи напівпровідників змінювати електричний опір при зміні температури. Для перетворень температури використовують матеріали, які мають високу стабільність ТКО, високу відтворюваність електричного опору для даної температури, значний питомий електричний опір і високий ТКО, стабільність хімічних і фізичних властивостей під час нагрівання, інертність до дії досліджуваного середовища.
Зміна опору ∆ R як міра температури реєструється за допомогою мостових схем або схем постійного струму зі стрілковими пристроями при дозволі до 0,001 К, а також за допомогою схем порівняння струмів і логометричних пристроїв або за допомогою числових способів вимірювань. Пристрій з одним датчиком, мостом та двома з’єднувальними проводами зображено на рис. 1.3 (Додаток А). [10]
З провідникових матеріалів широко застосовується платина. Цей благородний метал навіть при високих температурах і окисному середовищі не змінює своїх фізичних і хімічних властивостей. Температурний коефіцієнт опору в діапазоні 0... 100 0С становить приблизно 1/273 град -1, питомий опір при при 20 0С дорівнює 0,105 Ом/мм2/ м, діапазон перетворювальних температур – –260…+ 1300 0С. Температурна залежність опору платини в діапазоні 0... 6500 С описується рівнянням Календарі:
RT = R0 (1+ AT+ BT2), (1.2.1)
де RT , R0 – опори перетворювача при температурі Т і 00С; А і В сталі коефіцієнти (для платинового дроту, який застосовується в промислових термоперетворювачах температур А = 3,9702* 10-3 1/К, В = – 5,8893*10-7 1/ К2 ). До недоліків платинових перетворювачів температури належать досить висока забруднюваність платини при високих температурах парами металів (особливо заліза), порівняно невисока хімічна стійкість у відновному середовищі, внаслідок чого вона стає крихкою, втрачає стабільність характеристик.
Мідь, внаслідок низької вартості і досить високої стійкості до корозії, широко застосовують в перетворювачах температури в діапазоні -50...+1800С. Температурний коефіцієнт опору міді:
RT = R0 (1 + 
TT).(1.2.2)
До недоліків мідних перетворювачів температури належать висока окислюваність під час нагрівання, внаслідок чого вони застосовуються у вказаному, порівняно вузькому діапазоні температур у середовищах з низькою вологістю і при відсутності агресивних газів[4].
Тугоплавкі метали – вольфрам, молібден, тантал і ніобій – застосовуються обмежено. Вплив рекристалізації та росту зерен в результаті дії температури робить чутливий елемент з цих матеріалів крихким і тому дуже чутливим до механічних вібрацій.
Терморезистивні перетворювачі температури, що називають стандартом термоперетворювачами опору (ТО), бувають трьох основних різновидів: з платиновим (ТОП), мідними (ТОМ) та нікелевим (ТОН) чутливим елементами і призначені для перетворення температури в діапазоні -260 ...1100 0С.
Основними причинами похибок терморезистивних перетворювачів температури є неточність підганяння і відхилення від номінального, а також нестабільність цих параметрів у часі. Перевагами напівпровідникових термоперетворювачів є малі габарити, мала інерційність. Про те вони поступаються провідниковим в точності[5].
1.3 Термомагнітний перетворювальний елемент
Метод заснований на залежності магнітної сприйнятливості парамагнітних речовин або ядерної магнітної сприйнятливості від температури. Відповідно до закону Кюрі – Вейса магнітна сприйнятливість назад пропорційна абсолютній температурі:
х = С/(Т + а + 
/T), (1.3.1)
де С – коефіцієнт, пропорційний константі Кюрі, індуктивності вимірювальної котушки і факторові заповнення котушки зразком; а – поправка, що залежить від форми зразка, щільності і взаємодії іонів; - поправка, що враховує штарковське розщеплення і диполь-дипольна взаємодія.
При використанні термомагнітного методу вимірюваною величиною є магнітна сприйнятливість парамагнітних солей або ядерна магнітна сприйнятливість металів, наприклад міді або платини. Вимір магнітної сприйнятливості парамагнітних солей звичайно виробляється шляхом виміру індуктивності або взаємної індуктивності котушки із сердечником з термометричної речовини. Перевагами методу є відсутність систематичних погрішностей, властивих газовому й акустичному методам, висока чутливість, що росте зі зниженням температури (при 2 мК поріг чутливості складає 1
10 -4мК), висока відтворюваність у порівнянні з іншими методами вимірів термодинамічної температури.
Термомагнітний метод в основному застосовується при вимірі температур
10 -3 – 4 К. Як термометричну речовину використовуються монокристали нітрату церію-магнію, сульфат амонію-марганцю (1,8 – 4К), нітрат церію-лантану-магнію для температур нижче 2 мК.
Для вимірювання температури в діапазоні 0,001—0,3 К в якості термометричної речовини використовуються метали (мідь, платина), для яких методом ЯМР визначається залежність ядерної магнітної сприйнятливості 
від абсолютної температури Т:
= Ng2
I(I+1)/(3kT) (1.3.2)
де N — число ядер в одиниці об'єму; g — фактор магнітного розщеплення (g-фактор); 
— ядерний магнетон; I— спин ядра; k — постійна Больцмана.
Значення кя визначаються по сигналі ЯМР, амплітуда якого лінійно залежить від ядерної магнітної сприйнятливості і, отже, від 1/Т, оскільки усі величини у рівнянні, крім хя і Т, є фізичними константами [6].
Похожие работы
... і. Недоліки: розрахована на навчання робочих ручним і машино-ручним професіям безпосередньо в учбових умовах 1.3.4 Побудова сводно–тематичного плану професійної підготовки робочого за фахом: «Слюсар по контрольно-вимірювальним приладам і автоматиці» Сводно-тематичний план - це документ, який включає тематику спеціальних дисциплін, регламентує послідовність вивчення тем і кількість годин, ...
... ї інформації; б) функціональне перетворення сигналу вимірювальної інформації; в) подання вимірювальної інформації у тій чи іншій формі сповіщення (число, кодовий сигнал, діаграма і т.д.). Послідовне перетворення вимірювальних сигналів є практично єдиним методом, на основі якого може бути побудований будь-який вимірювальний канал (приладу, установки або системи). Тому вимірювальний канал можна ...
... дипломного проекту. Рисунок 3.1 – Схема електрична структурна пристрою контролю середнього значення кутової швидкості 4. Розробка принципової схеми комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом 4.1 Аналіз лінійного фотоприймача Фотоелектричні перетворювачі площа-напруга (ППН) використовуються у багатьох пристроях, таких як перетворювач ...
... званого середнього учня; об'єкти мають бути такими, щоб їх міг зробити кожний. По-друге, введення школярів до основ обробки матеріалів має здійснюватися через фронтальну форму організації праці, оскільки, проведення вступних, поточних та заключних інструктажів, аналіз і оцінювання трудових дій п'ятикласників, впровадження елементів само- та взаємоконтролю будуть ефективними саме при такій органі ...
0 комментариев