Элемент чувствительный термометра сопротивления

Приборы, служащие для измерения низких температур, в которых чувствительным элементом является термометр сопротивления, называются электронными автоматическими уравновешенными мостами. [c.232]

Термометры сопротивления находят большое и все возрастающее применение в современной калориметрии. Это объясняется их высокой чувствительностью, большой стабильностью показаний, а также небольшими габаритами, позволяющими размещать их даже в калориметрах малых размеров. Как указано выше (стр. 103), чувствительность термометра сопротивления к изменению температуры в основном определяется следующими факторами величиной его сопротивления, температурным коэффициентом сопротивления, силой тока, проходящего через чувствительный элемент, и, наконец, чувствительностью гальванометра, использованного в измерительной схеме. В зависимости от этих четырех факторов чувствительность термометров сопротивления может варьировать в очень широких пределах. Даже для какого-либо конкретного термометра нельзя указать [c.132]

Рис. 14. Чувствительный элемент медного термометра сопротивления

Поэтому использование чистых металлов или их сплавов в качестве чувствительных элементов в термометрах сопротивления ниже 7° К обычно себя не оправдывает, за исключением случаев, указанных ниже, когда металлы или сплавы ведут себя аномально или становятся сверхпроводящими. [c.193]

Примечание. В качестве чувствительного элемента в термометрах сопротивления обычно используют металлы - платину, медь и никель, а также полупроводниковые материалы. [c.41]

Металлы, предназначенные для изготовления чувствительных элементов (ЧЭ) термометров сопротивления, должны отвечать ряду требований. Они должны не окисляться и обладать высокой воспроизводимостью-значений электрического сопротивления в интервале рабочих температур. Выбранный металл в диапазоне применяемых температур должен иметь монотонную зависимость сопротивления от температуры Я = f t) и достаточно высокое значение температурного коэффициента сопротивления а. Этот коэффициент в общем виде может быть выражен равенством [c.190]

Медь и изготовляемые из нее термометры сопротивления. К достоинствам меди, как материала, применяемого для изготовления чувствительных элементов технических термометров сопротивления типа ТСМ, следует отнести дешевизну, простоту получения тонкой проволоки в различной изоляции, возможность получения проводниковой меди высокой чистоты. Температурный коэффициент электрического сопротивления проводниковой меди лежит в пределах от 4,2-10-3 до 4,27-10-3 °С-1. [c.195]

Рис. 5-3-2. Чувствительные элементы платиновых термометров сопротивления на керамическом каркасе с двумя (а) и четырьмя каналами (б).

Рис. 5-3-3. Чувствительный элемент медного термометра сопротивления на каркасе из пластмассы.

Чувствительный элемент металлического термометра сопротивления состоит, как правило, из проволоки или ленты, которая намотана на каркас из стекла, кварца, керамики, слюды или пластмассы. От чувствительного элемента идут выводы к зажимам головки термометра, к которым подсоединяются провода, идущие затем к измерительному прибору. Вариант устройства термометра сопротивления приведен на рис. 6.1. Чувствительный элемент термометра сопротивления выполняется в виде спирали из проволоки I, помещенной в четырехканальный керамический каркас 2. Для защиты от механических повреждений и вредного воздействия измеряемой или окружающей среды чувствительный элемент помещен в защитную оболочку 3, которая уплотнена керамической втулкой 4, Выводы 5 чувствительного эле- [c.47]

Рис. 6.2. Чувствительный элемент платинового термометра сопротивления

В эксплуатации применяются чувствительные элементы платиновых термометров сопротивления со слюдяным каркасом, на котором намотана специальным образом неизолированная [c.48]

Рис. 6.3. Чувствительный элемент германиевого термометра сопротивления

Интенсивное изучение методов и техники точной реализации точек плавления и затвердевания металлов было проведено авторами работ [47—50] и [52—56]. Предел воспроизводимости, достигнутый при реализации точек затвердевания металлов, определяется скорее совершенством термометров, используемых для фиксации переходов, чем самими металлами. Необходимость обеспечить достаточную глубину погружения термометра в среду с измеряемой температурой является сложной проблемой (см. гл. 5). В зависимости от конструкции термометра требуется его погружение в зону однородных температур в пределах от 10 до 20 см, чтобы чувствительный элемент в пределах 0,5 мК соответствовал температуре окружения. Поскольку разница АТ между температурой чувствительного элемента и температурой окружения экспоненциально уменьшается с глубиной погружения, нет больших различий в глубине погружения для точки таяния льда, точки затвердевания олова и даже золота. Увеличение глубины погружения для разных конструкций термометров на 1,5—3 см приводит к уменьшению АТ примерно в 10 раз. В точках затвердевания металлов обычно можно обеспечить достаточную глубину погружения, однако при измерении платиновым термометром сопротивления температур других объектов всегда важным ограничением является однородность их температур. Поэтому выше 500 °С платиновым термометром трудно измерить температуру тела с точностью лучше 50 мК. Отметим в этой связи эффективность применения тепловых трубок для увеличения области очень однородной температуры. [c.169]

С момента появления первых термометров сопротивления и работы Каллендара по платиновым термометрам термометрия по сопротивлению претерпела существенные изменения. Наряду с классическими платиновыми термометрами сопротивления, применяемыми для измерений с большой точностью и во все возрастающем диапазоне температур, в настоящее время в промышленном масштабе используются проволочные элементы из платины, меди или никеля, а также печатные толстопленочные платиновые элементы. В диапазоне комнатных температур хорошо зарекомендовали себя точные и недорогие термисторы. В научных исследованиях при низких температурах используются термометры сопротивления с чувствительными элементами из сплава родия с железом, германия, углерода и стекло-углерода. Во многих случаях промышленных применений термометры сопротивления как основной инструмент контроля процесса вытесняют термопары. При температурах ниже 700 °С большинство промышленных термометров сопротивления сейчас более компактны и надежны, чем термопары. Кроме того, все более широкое применение микропроцессоров в составе приборов позволяет быстрее и эффективнее, чем было возможно прежде, использовать информацию, содержащуюся в сигнале от термометра. [c.186]

Рис. 5.14. Конструкции чувствительного элемента в стержневых платиновых термометрах сопротивления.

Наиболее распространенная конструкция технического платинового термометра сопротивления общего назначения показана на рис. 5.24, г. Чувствительный элемент (проволочного или пленочного типа) прочно закреплен в нижней части защитного кожуха из нержавеющей стали или специального сплава с помощью цемента. Изолированные выводы, идущие внутри кожуха к соединительной колодке, могут фиксироваться изоляционной крошкой, цементом или пластиковой заливкой в зависимости от того, на какой уровень вибраций рассчитан термометр и в каком диапазоне температур он будет работать. Для уменьшения инерционности кожух этого термометра нередко имеет суженный конец, подобно другим термометрам, показанным на этом рисунке. Назначение этих термометров рассматривается ниже. [c.226]

Важно подчеркнуть, что достижение высокой точности у технических термометров сопротивления требует применения тех же принципов, которые лежат в основе конструирования самых точных эталонных термометров. Дополнительные требования, предъявляемые к техническим термометрам (прочность, невысокая стоимость, иногда также малые размеры), должны удовлетворяться без чрезмерного снижения требований к точности измерений, которая зависит от качества теплового контакта с объектом измерения, отсутствия механических напряжений на чувствительном элементе, защиты от коррозии, возможности периодической поверки термометра. [c.231]

Термопары очень широко применяются для измерения температуры в самых различных условиях. В этой главе будут рассмотрены лишь наиболее важные аспекты термометрии, использующей термопары. Термопара остается основным прибором для измерения температуры в промышленности, в частности в металлургии и нефтехимическом производстве. Прогресс в электронике способствовал в последнее время росту числа применений термометров сопротивления, так что термопару уже нельзя считать единственным и важнейшим прибором промышленного применения. Преимущества термометра сопротивления по сравнению с термопарой вытекают из принципа действия этих устройств. Термометр показывает температуру пространства, где расположен его чувствительный элемент, и результат измерения мало зависит от подводящих проводов и распределения температуры вдоль них. Термопара позволяет найти разность температур между горячим и холодным спаями, если измерена разность напряжений между двумя опорными спаями. Эта разность напряжений возникает в температурном поле между горячим и холодным спаями. Разность напряжений идеальной термопары зависит только от разности температур двух спаев, однако для реальной термопары приходится учитывать неоднородность свойств электродов, находящихся в температурном поле она и является основным фактором, ограничивающим точность измерения температуры термопарами. [c.265]

Эталонным прибором, используемым в диапазоне температур от 13,81 К до 630,74 °С, является платиновый термометр сопротивления. Его чувствительный элемент должен быть изготовлен из свободной от напряжений отожженной чистой платиновой проволоки. Относительное сопротивление W(Tea) термометра, определяемое как [c.413]

Чистая платина, для которой Лыо/ о= 1>3925, в наибольшей степени удовлетворяет основным требованиям по химической стойкости, стабильности и воспроизводимости физических свойств и занимает особое место в терморезисторах для измерения температуры. Именно платиновые термометры сопротивления используются для интерполяции международной температурной шкалы в диапазоне от —259,34 до 4-630,74 °С. В этом диапазоне температур платиновый термометр сопротивления превосходит по точности измерения термоэлектрический термометр. Но термометром сопротивления невозможно измерить температуру в отдельной точке тела или среды из-за значительных размеров его чувствительного, элемента кроме того, для измерения электрического сопротивления требуется посторонний источник электропитания. [c.176]

Датчики для измерения температуры. Для измерения температуры на вращающихся объектах используют термопары, термометры сопротивления, термочувствительные элементы из полупроводниковых объемных сопротивлений, которые называют термисторами. Эти датчики удовлетворяют в основном перечисленным выше требованиям. Для локальных измерений температуры лучше подходят термопары, так как термометры сопротивления имеют наибольший линейный размер—10 мм и более. Однако в области низкой (криогенной) температуры чувствительность термопар существенно уменьшается, что при необходимости передачи информации через токосъемник снижает точность измерения температуры, а иногда делает эти измерения вообще невозможными. [c.313]

Существенно отличаются измерительные системы, предназначенные для регистрации изменения электрического сопротивления чувствительного элемента датчика (тензодатчика, термометра сопротивления, датчика давления) и измерения генерируемой датчиком ЭДС (термопары). [c.322]

Схема простейшего термоанемометра показана на рис. 3.4. Чувствительный элемент (датчик) термоанемометра представляет собой тонкую платиновую или вольфрамовую нить диаметром 5 мкм и длиной 1 мм, натянутую между иглами-держателями. Нить включена в цепь как термометр сопротивления и нагревается электрическим током постоянной силы. Поскольку интенсивность теплообмена между нагретой нитью и потоком газа зависит от скорости последнего, температура нити будет изменяться в зависимости от изменения скорости в соответствии с соотношением [c.118]

Чем чище платина, тем выше температурный коэффициент. электросопротивления и тем устойчивее показания термометра сопротивления. Чувствительные элементы термометров изготовляются из платиновой проволоки диаметром 0,05 мм платина применяется марок Экстра и Победа на сопротивления 100 и 46 ом (термопары типа ЭТП по ГОСТ 6651-59). Платина чувствительных элементов термометров должна удовлетворять условиям, указанным в табл. 30. Допускаемые отклонения от сопротивления чувствительного элемента термометров при 0 С не должны превышать для 1-го класса +0,05% и для 2-го класса + 0,1% номинального значения сопротивления. [c.435]

Чувствительный элемент термометра сопротивления (обычно металлическая проволока) закреплен на каркасе из слюды или кварца и помещается в баллон для защиты датчика от окружающей среды. В зависимости от условии применения термометра баллон изготовляют из кварца, стекла, фарфора или металла. [c.124]

При установке термометров сопротивления для измерения температуры среды остаются в силе все замечания о размещении чувствительного элемента в потоке среды. [c.156]

Примеры выполнения устройств для установки термометров сопротивления приведены на рис. 50. Длина чувствительного элемента платиновых термометров 120 мм, медных — 60 мм. [c.156]

Как уже отмечалось, показания термоанемометра зависят не только от. скорости, но и от температуры движущейся жидкости. Поэтому для точного контроля температуры при измерениях скорости потока с помощью термоанемометра был специально изготовлен малоинерционный полупроводниковый термометр сопротивления (рис. 67). В качестве чувствительного элемента термометра использован терморезистор СТЗ-18, конструкция же датчика аналогична показанной на рис. 65, а. Терморезистор включен в неуравновешенную мостовую схему, обеспечивающую максимально возможную чувствительность и минимальное отклонение от линейности шкалы с учетом допустимой мощности рассеивания. Мост находится в равновесии в точке, соответствующей началу интервала измерения температуры. [c.97]

На расстоянии нескольких миллиметров от тепловыделяющего элемента (в средней части теплоизолятора) вмонтированы коаксиальные термометры сопротивления, имеющие сопротивление порядка 50—100 ож и высоту не более /з высоты источника тепла. Благодаря геометрическим параметрам тепловыделяющего элемента (отношение Djn порядка Vs) тепловой поток направлен в основном радиально. Величина его определялась по перепаду температуры, измеряемой термометрами сопротивления, включенными в схему неуравновешенного моста между двумя выбранными цилиндрически-поверхностями. Применение специальной ----схемы позволило пренебречь изменением силы тока в ветвях моста из-за изменения температуры в ходе опыта и обеспечило измерение температур с точностью порядка тысячных долей градуса. Кроме того, благодаря измерительной схеме можно было изменять чувствительность установки, а значит, и производить измерения различных количеств тепла с постоянной точностью в довольно широком интервале значений Q. [c.156]

Использованная измерительная аппаратура обеспечивала поочередную регистрацию показаний всех трех термоприемников без существенных динамических искажений. Для регистрации температуры потока в качестве малоинерционного применялся термометр сопротивления с чувствительным элементом из вольфрамовой проволоки диаметром 30 мк. Такая же проволока была использована для чувствительного элемента термоанемометра. [c.248]

Термометр сопротивления — это датчик температуры, действие которого основано на свойстве металлов увеличивать свое электрическое сопротивление при повышении температуры. Чувствительный элемент термометра сопротивления представляет собой тонкую проволоку, намотанную на жесткий каркас из изоляционного материала. Длина такого элемента составляет обычно несколько сантиметров, поэтому термометр сопротивления измеряет среднюю температуру тех слоев среды, которые находятся в области расположения чувствительного элемента. [c.57]

Градуировка термометров зависит от материала чувствительного элемента (от величины — сопротивления при 0°С). Чувствительные элементы серийно выпускаемых термометров сопротивления выполнены из платины марки Экстра и имеют условное обозначение градуировки 11а (./ о=4б ом) и 12а ( о=ЮО ом). Термометры сопротивления с чувствительным элементом, выполненным из платины марки Победа , имеют обозначение градуировки 116 и 126, а медные термометры сопротивления имеют условное обозначение градуировки 2а (i o=53 ом). [c.57]

Полупроводниковые термометры сопротивления ПТС (термисторы или терморезисторы) изготавливают с чувствительными элементами из термически обработанных смесей окислов меди, марганца, магния, никеля, кобальта и других металлов, обладающих свойствами полупроводников. Чув- [c.216]

Схемы некоторых незащищенных датчиков температуры показаны на рис. 4-6. Чувствительный элемент датчика в случае применения термопар расположен в точке х = 0 (спай термопары) или на некоторой длине I (обмотка металлического термометра сопротивления). [c.255]

Термометры сопротивления применяют для измерения температур до 650 °С, материал чувствительного элемента — платина или медь. [c.195]

Экстраполятор зеркальный 3.44 Электрод платиновый нормальный 8.25 Элемент чувствительный термометра 4.8 Элемент чувствительный термометра сопротивления 7.1 Элемент чувствительный упругий 6.2 Энергия издучения 1.49 Энергия лучистая 1.49п Энтальпия 1.33 [c.73]

Рис. 5.22. Чувствительный элемент платинового термометра сопротивления, изготовленный печатным способом (с разрешения фирмы Rosemount Engineering Ltd).

Рис. 12. Чувствительный элемент платинового термометра сопротивления конструкции Мейерса

Чувствительный элемент медного термометра сопротивления состоит из медной изолированной проволоки диаметром 0,1 мм, намотанной в несколько слоев на цилиндрический каркас из пластмассы или металла. Слои проволоки скрепляются между собой и каркасом лаком. К обоим концам проволоки припаиваются медные выводы диаметром 1—1,5 мм. Чувствительный элемент помещают в защитную оболочку. Кроме каркасных выпускаются бескаркасные чувствительные элементы медных термометров сопротивления. Чувствительный элемент изготавливается из изолированной проволоки диаметром 0,08 мм безьшдуктивной бескаркасной намоткой. Отдельные слои скреплены лаком, и затем весь чувствительный элемент обернут фторопластовой пленкой. Чувствительный элемент помещают в тонкостенную защитную металлическую оболочку, которая засыпается керамическим порошком и герметизируется. [c.48]

Точные платиновые термометры сопротивления, предназначенные для измерения температур выше 100 °С, обычно имеют вид, показанный на рис. 5.13, и иногда называются стержневыми . Несмотря на свои многочисленные достоинства, капсульный термометр не годится для измерения высоких температур, поскольку сопротивление утечки между выводами в стеклянной головке становится слишком малым. Выводы высокотемпературного термометра изолируются друг от друга слюдой, кварцевыми или сапфировыми шайбами или трубочками. Собственно чувствительный элемент изготавливается обычно Из проволоки толщиной 0,07 мм, как и в капсульном термометре, и имеет сопротивление 25 Ом при 0°С. В типовых конструкциях [19—21] используется либо бифилярная намотка на слюдяную крестовину, либо спираль, помещенная в перевитые кварцевые трубочки, либо проволока в корундовых трубках (рис. 5.14). Во всех этих конструкциях стремятся свести к минимуму механические напряжения, чтобы проволока чувствительного элемента могла свободно расширяться и сжиматься при нагревании и охлаждении, не удерживаясь крепежными элементами. В тех конструкциях, где рроволока проходит близко к кожуху (рис. 5.14,а, в), тепловой контакт с окружающей средой лучше, а самонагрев меньше, чем в термометрах, где проволока заключена в дополнительную оболочку или проходит ближе к центру. [c.209]

При измерении высоких температур термометрами сопротивления существенными становятся также радиационные тепловые потери вдоль термометра. Для термометров, имеющих кварцевый кожух, световодный эффект (многократное отражение внутри стенок кожуха) приводит к погрешности до 80 мК при 600 °С [22]. К счастью, тепловые потери за счет внутренних отражений легко ослабить, обработав пескоструйным аппаратом внешнюю поверхность кожуха или зачернив ее, например, аквадагом на длину в несколько сантиметров сразу за чувствительным элементом (см. рис. 5.13). Этот прием теперь используется при изготовлении всех стержневых термометров, включая и термометры в стеклянном кожухе, предназначенные для использования выше точки плавления олова (-230 С). [c.213]

Точный платиновый термометр сопротивления, который обсуждался в предшествующих разделах, является тонким и хрупким прибором. Механические сотрясения, даже не столь сильные, чтобы повредить кожух, вызывают напряжения в чувствительном элементе и увеличивают его сопротивление. В некоторых конструкциях термометров повторные сотрясения в осевом направлении могут привести к сжатию витков проволоки и в конечном счете к замыканию между витками. Помимо этих деликатных приборов, существуют также технические платиновые термометры сопротивления, конструкция которых выдерживает использование в нормальных производственных условиях. Выпускается множество самых различных типов технических термометров. Общим для всех них является то, что чувствительный элемент прочно закреплен, а часто просто заделан в стекло или керамику. Это Делает термометр исключительно прочным, но в то же время пбнижaJeт стабильность его сопротивления. Причин относительной нестабильности сопротивления по сравнению с точным лабораторным термометром две. Во-первых, чередование нагрева и охлаждения приводит к тому, что вследствие различия в коэффициенте теплового расщирения у платины и материала, охватывающего проволоку, чувствительный элемент испытывает напряжения, приводящие к изменению его сопротивления, и возникают остаточные деформации, которые также сказываются на величине сопротивления. Влияние механических напряжений можно снять отжигом при достаточно высокой температуре, однако остаточные деформации устранить, разумеется, невозможно. Во-вторых, при высоких температурах происходит изменение сопротивления вследствие диффузионного загрязнения платины окружающим материалом. Хотя воспроизводимость результатов, получаемых с помощью технических платиновых термометров сопротивления, уступает воспроизводимости прецизионных платиновых термометров сопротивления, она существенно лучще, чем у термопар, работающих в условиях технологического процесса. По этой причине многие миллионы платиновых термометров сопротивления используются в технике, промыщленности, авиации и т. д. [c.221]

Выше предполагалось, что возможность точного измерения сопротивления заранее обеспечена. В прошлом развитие этого метода измерения температуры тормозилось отсутствием надежных методов электрических измерений. В настоящее время эти методы существуют, однако использование термометров сопротивления сопряжено с тремя проблемами, которые отсутствуют или по крайней мере не так остры при обычных электрических измерениях. Во-первых, это проблема возможного появления паразитной термо-э. д. с. (обычно порядка 1 мкВ) вследствие больших температурных перепадов в электрической схеме. Во-вторых, приходится ограничивать измерительные токи, чтобы свести к минимуму самонагрев чувствительного элемента. В-третьих, часто необходимо пользоваться длинными соединительными проводами. Высокое сопротивление длинных прово- [c.256]

Электрические термометры сопротивления основаны на температурной зависимости электрического сопротивления термометрического вещества и широко применяются для измерения температуры от —260 до -Ь750°С, а в отдельных случаях — до -ь1000°С. Чувствительный элемент термометра—это терморезисторный преобразователь, который позволяет преобразовать изменение темпера- [c.175]

Термометры сопротивления изготовляются из проволоки диаметром 0,05—0,1 мм, бифилярно наматываемой на каркас из кварца, слюды, фарфора. Чувствительный элемент помещают в защитный чехол из стекла, кварца или нержа-вёющей стали. Размеры термометра достаточно велики, поэтому его используют для измерений температуры какой-либо области. [c.115]

Для измерения температуры масла и воды на станциях систем жидкой смазки, расположенных в ц, с. с., весьма удобны термометры сопротивления. Термометр сопротивления представляет собой чувствительный элемент, состоящий из тонкой медной проволоки, намотанной на каркас и заключенной вместе с ним в защитную оболочку. Принцип действия электрического термометра сопротивления основан на изменении величины электрического сопротивления проводника, имеющем место при изменении температуры среды, в которой помещен этот проводник. Широкое применение находят медные термометры ЭТ-Х1 (фиг. 37), предназначенные для измерения температуры от—50 до +100°С в трубопроводах и резервуарах, находящихся под давлением до 5 кПсм" . На фиг. 37 буквой а обозначена активная часть термометра. Глубина погружения термометра равна 100 мм. Величина электрического сопротивления измеряется логометром, стрелка которого показывает на шкале измеряемую температуру. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...