|
|||||||||||||||||||||||||||
Погрешности, возникающие при измерении температуры термометрами сопротивления, вызываются нестабильностью во времени начального сопротивления термометра и его ТКС, изменением сопротивления линии, соединяющей термометр с измерительным прибором, перегревом термометра измерительным током. Термометры сопротивления относятся к одним из наиболее точных преобразователей температуры. Так, например, платиновые теоморезисторы позволяют измерять температуру с погрешностью порядка 0,001° С. Полупроводниковые терморезисторы отличаются от металлических меньшими габаритами и большими значениями ТКС. ТКС полупроводниковых терморезисторов (ПТР) отрицателен и уменьшается обратно пропорционально квадрату абсолютной температуры: a = B/Θ2. При 20° С величина ТКС составляет 2—8 проц/К. Температурная зависимость сопротивления ПТР (рис. 7, кривая 2) достаточно хорошо описывается формулой RT = AeB/Θ, где Θ — абсолютная температура; А — коэффициент, имеющий размерность сопротивления; В — коэффициент, имеющий размерность температуры. На рис. рис. 7 для сравнения приведена температурная зависимость для медного терморезистора (кривая 1). Для каждого конкретного ПТР коэффициенты А и В, как правило, постоянны, за исключением некоторых типов 1 ПТР (например, СТ 3-14), для последних В может принимать два разных значения в зависимости от диапазона измеряемых температур. Если для применяемого ПТР не известны коэффициенты А и В, но известны сопротивления R1 и R2 при Θ1 и Θ2, то величину сопротивления и коэффициент В для любой другой температуры можно определить из соотношений ' Конструктивно терморезисторы могут быть изготовлены самой разнообразной формы. На рис. 8 показано устройство нескольких типов терморезисторов. Терморезисторы типа ММТ-1 и КМТ-1 представляют собой полупроводниковый стержень, покрытый эмалевой краской с контактными колпачками и выводами. Этот тип терморезисторов может быть использован лишь в сухих помещениях., Терморезисторы типов ММТ-4 и КМТ-4 заключены в металлические капсулы и герметизированы, благодаря чему они могут быть использованы в условиях любой влажности и даже в жидкостях, ие являющихся агрессивными относительно корпуса терморезистора. Особый интерес представляют миниатюрные полупроводниковые терморезисторы, позволяющие измерять температуру малых объектов с минимальными искажениями режима работы, а также температуру, изменяющуюся во времени. Терморезисторы СТ1-19 и СТЗ-19 имеют каплевидную форму. Чувствительный элемент в них герметизирован стеклом и снабжен выводами из проволоки, имеющей низкую теплопроводность. В терморезисторе СТЗ-25 чувствительный элемент также помещен в стеклянную оболочку, диаметр которой доведен до 0,5—0,3 мм. Терморезистор с помощью выводов прикреплен к траверсам. Рис. 8
В табл. 4 представлены основные характеристики некоторых ПТР. В графе «номинальные сопротивления» приведены крайние значения рядов номинальных сопротивлений, нормируемых для большинства ПТР при 20° С. Исключение составляют ПТР типов Таблица 4 | |||||||||||||||||||||||||||
Тип ПТР |
Номинальное сопротивление, кОм |
Постоянная В, K∙1012 |
Диапазон рабочих температур, oС |
Коэффициент рассеяния, мВт/К |
Постоянная времени (нe более), с |
||||||||||||||||||||||
КМТ-1 |
.22—1000 |
36—72 |
От —60 до +180 |
5 |
85 |
||||||||||||||||||||||
ММТ-1 |
1—220 |
20,6—43 |
От —60 до +125 |
5 |
85 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-1 |
0,68—2,2 |
28,7—34 |
От —60 до +125 |
5 |
85 |
||||||||||||||||||||||
КМТ-4 |
22—1000 |
36—72 |
От —60 до +125 |
6 |
115 |
||||||||||||||||||||||
ММТ-4 |
1—220 |
20,6—43 |
От —60 до +125 |
6 |
115 |
||||||||||||||||||||||
ММТ-6 |
10—100 |
³20,6 |
От —60 до +125 |
1,7 |
35 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-6 |
6,8—8,2 |
20,5-24 |
От —90 до +125 |
1,6 |
35 |
||||||||||||||||||||||
КМТ-10 |
100—3300 |
³36 |
0—125 |
—
|
—
|
||||||||||||||||||||||
КМТ-1 Оа |
100—3300 |
³36 |
0-125 |
1 |
75 |
||||||||||||||||||||||
КМТ-11 |
100—3300 |
³36 |
0—125 |
0,8 |
10 |
||||||||||||||||||||||
СТ4-2 |
2,1—3,0 |
34,7—36,3 36,3—41,2 |
От —60 до +125 |
36 |
—
|
||||||||||||||||||||||
СТ4-15 |
1,5-1,8 |
23,5—26,5 29,3—32,6 |
От -60 до +180 |
36 |
— |
||||||||||||||||||||||
КМТ-17 (а, б) |
0,33—22 |
36—60 |
От —60 до +155 |
2 |
30 |
||||||||||||||||||||||
КМТ-17в |
0,33—22 |
36—60 |
От —60 до +100 |
2 |
30 |
||||||||||||||||||||||
СТ1-17 |
0,33—22 |
36—60 |
От —60 до +100 |
2 |
30 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-17 |
0,033—0,33 |
25,8—38,6 |
От —60 до +100 |
3 |
30 |
||||||||||||||||||||||
СТ4-17 |
1,5—2,2 |
32,6—36 |
От —80 до +100 |
2 |
30 |
||||||||||||||||||||||
КМТ-14 |
0,51—7500 |
41—70 |
От —10 до +300 |
0,8 |
60 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-14 |
1,5-2,2 |
26—33 27,5—36 |
От —60 до +125 |
1,1 |
4 |
||||||||||||||||||||||
СТ1-18 |
1,5—2200 |
40,5—90 |
От —60 до +300 |
0,2 |
1 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-18 |
0,68—3.3 |
22,5—32,5 |
От —90 до +125 |
0,18 |
1 |
||||||||||||||||||||||
СТ1-19 |
3,3—2200 |
42,3—72 |
От -60 до +300 |
0,6 |
3 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-19 |
2,2—15 |
29, 38, 5 |
От —90 до +125 |
0,5 |
3 |
||||||||||||||||||||||
СТЗ-25 |
3,3—4,5 |
26—32 |
От —100 до+125 |
0,08 |
0,4 |
КМТ-14, СТ1-18, СТ1-19, номинальные сопротивления которых нормируются для температуры 150° С. В графе «постоянная В» для некоторых типов ПТР приводятся два диапазона возможных значений В, первая строчка при этом относится к низким температурам, а вторая — к высоким. Перелом характеристики для ПТР типа СТЗ-6 происходит при — 28° С, для СТ4-2 и СТ4-15 — при 0° С и Для СТЗ-14— при 5° С.
Точность измерения температуры с помощью ПТР может быть весьма высокой. В настоящее время разработаны также ПТР для измерений низких и высоких температур. В частности, ПТР типа СТ7-1 может измерять температуру в диапазоне от — 110 до — 196° С. Высокотемпературный ПТР типа СТ12-1 предназначен для применения при температурах 600-1000° С.
Недостатками полупроводниковых терморезисторов, существенно снижающими их эксплуатационные качества, являются нелинейность зависимости сопротивления от температуры (см. рис. 14-12) и значительный разброс от образца к образцу как номинального значения сопротивления, так и постоянной В. Согласно ГОСТ 10688—63 допуск на величину номинального сопротивления может составлять ±20%. Допуск на величину постоянной В не нормируется. Практически он достигает ± 17% от номинального.
Нелинейность характеристики и технологический разброс параметров терморезисторов затрудняет получение линейных шкал термометров, построение многоканальных приборов, обеспечение взаимозаменяемости терморезисторов, необходимой при массовом производстве термометров с терморезисторами. Чтобы улучшить вид шкалы и обеспечить взаимозаменяемость терморезисторов, приходится применять специальные унифицирующие и линеаризующие цепи, как пассивные, так и активные.
Позисторы изготавливаются также из полупроводниковых материалов, но имеют положительный температурный коэффициент сопротивления. Для температурных зависимостей сопротивления позисторов характерно увеличение сопротивления при повышении температуры в определенном интервале температур. Ниже и выше этого интервала сопротивление с ростом температуры уменьшается. Положительные ТКС позисторов могут достигать величины порядка 30—50 проц/К, графики изменения их сопротивления в зависимости от температуры приведены на рис. 9.
Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.