Ellenállás hőmérő

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2017. június 7-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 20 szerkesztést igényelnek .

Ellenálláshőmérő - elektronikus alkatrész , hőmérséklet mérésére tervezett érzékelő .

A működési elv a fémek , ötvözetek és félvezető anyagok elektromos ellenállásának a hőmérséklettől való függésén alapul [1] .

Ha félvezető anyagok ellenálló elemeként használják, általában hőellenállásnak, termisztornak vagy termisztornak nevezik [2] .

Fémellenállás hőmérő

Ez egy fémhuzalból vagy fémfóliából dielektromos hordozón készült ellenállás, amelynek elektromos ellenállása ismert a hőmérséklettől.

Az ellenálláshőmérők legpontosabb és legelterjedtebb típusa a platina hőmérő. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a platina stabilan és jól tanulmányozottan függ a hőmérséklettől, és nem oxidálódik a levegőben, ami biztosítja a nagy pontosságot és reprodukálhatóságot. A referencia hőmérők nagy tisztaságú platinából készülnek, hőmérsékleti együtthatója 0,003925 1/ K 0 °C-on.

A réz- és nikkelellenállású hőmérőket is használják mérőműszerként. Az üzemi ellenállás-hőmérőkre vonatkozó műszaki követelményeket a GOST 6651-2009 szabvány (Állami rendszer a mérések egységességének biztosítására. Platinából, rézből és nikkelből készült ellenállás hőátalakítók. Általános műszaki követelmények és vizsgálati módszerek) határozza meg. A szabvány tartományokat, tűrésosztályokat, névleges statikus jellemzők (SSH) táblázatokat és szabványos ellenállás-hőmérséklet összefüggéseket biztosít. A GOST 6651-2009 megfelel az IEC 60751 (2008) nemzetközi szabványnak. Ezekben a szabványokban, a korábbi szabványoktól eltérően, normál körülmények között a névleges ellenállások nincsenek szabványosítva. A legyártott hőellenállás kezdeti ellenállása tetszőleges lehet bizonyos tűréssel.

Az ipari platina ellenálláshőmérők a legtöbb esetben szabványos ellenállás-hőmérséklet kapcsolattal (RTC) rendelkeznek, amely legfeljebb 0,1 ° C-os hibát biztosít (AA hőállósági osztály 0 ° C-on).

A hordozóra felvitt fémfilm formájában készült ellenálláshőmérőket megnövekedett rezgésállóság, de kisebb üzemi hőmérséklet-tartomány jellemzi. A maximális tartomány, amelyben a platina hőmérők tűrésosztályait meghatározzák a huzalérzékelő elemeknél, 660 °C (C osztály), filmeknél - 600 °C (C osztály).

Termisztorok

A termisztor egy félvezető ellenállás, amelynek elektromos ellenállása a hőmérséklettől függ. A termisztorokat nagy hőmérsékleti ellenállási együttható jellemzi , az eszköz egyszerűsége, a különféle éghajlati viszonyok közötti, jelentős mechanikai terhelés melletti munkaképesség és a jellemzők időbeli stabilitása. Egészen kicsik lehetnek, ami elengedhetetlen a kisméretű tárgyak hőmérsékletének méréséhez és a mérés válaszidejének csökkentéséhez. A legtöbb fémtől és fémötvözettől eltérően a termisztorok általában negatív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek. PTC - pozitív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek, vagyis a hőmérséklet növekedésével az ellenállás is növekszik. [3]

A platina hőellenállás ellenállásának függése a hőmérséklettől

Az ipari platina ellenállásos hőmérők esetében a Callendar-Van Dusen egyenletet ( en ) használják, ismert együtthatókkal, amelyeket kísérletileg megállapítottak és normalizáltak a DIN EN 60751-2009 szabványban (GOST 6651-2009):

R_{T}=R_{0}\left[1+AT+BT^{2}+CT^{3}(T-100)\jobbra]\;(-200\;{}^{{\circ } }{\mathrm {C}}<T<0\;{}^{{\circ }}{\mathrm {C}}),

R_{T}=R_{0}\left[1+AT+BT^{2}\right]\;(0\;{}^{\circ }\mathrm {C} \leq T<850 \;{}^{\circ }\mathrm {C} ),

itt az ellenállás °C hőmérsékleten,

R_{T}

T

R_{0}

ellenállás 0 °C-on,

ABC

- együtthatók - a szabvány által normalizált állandók:

A=3,9083\szer 10^{{-3}}\;{}^({\circ }}{\mathrm {C}}^{{-1}}

B=-5,775\szer 10^{{-7}}\;{}^({\circ }}{\mathrm {C}}^{{-2}}

C=-4,183\szer 10^{{-12}}\;{}^({\circ }}{\mathrm {C}}^{{-4}}.

Mivel az és együtthatók viszonylag kicsik, az ellenállás szinte lineárisan nő a hőmérséklet emelkedésével. $B$ $C$

A megnövelt pontosságú platina hőmérők és a referencia hőmérők esetében számos hőmérsékleti referenciaponton egyedi kalibrálást végeznek, és meghatározzák a fenti függőség egyedi együtthatóit [4] .

Ellenállás-hőmérők csatlakoztatása elektromos mérőáramkörhöz

Három séma létezik az érzékelő mérőkörbe való beépítésére:

2 vezetékes.

A legegyszerűbb ellenálláshőmérő csatlakozási diagramjában két vezetéket használnak. Ezt a sémát ott használják, ahol nincs szükség nagy mérési pontosságra. A mérési pontosság csökken a csatlakozó vezetékek ellenállása miatt, ami a hőmérő saját ellenállásával összegezve további hibához vezet. Ez a séma nem vonatkozik az A és AA osztályú hőmérőkre.

3 vezetékes.

Ez a séma sokkal pontosabb méréseket biztosít, mivel lehetővé válik az ólomhuzalok ellenállásának egy külön kísérletben történő mérése, és figyelembe veszi azok hatását az érzékelő ellenállásának mérési pontosságára.

4 vezetékes.

Ez a legpontosabb mérési séma, amely teljesen kiküszöböli az ólomhuzalok hatását a mérési eredményre. Ebben az esetben két vezető táplálja a termisztort, a másik kettő pedig, amelyekben az áram nulla, a rajta lévő feszültség mérésére szolgál. Ennek a megoldásnak a hátránya a felhasznált vezetékek mennyiségének, a termék költségének és méreteinek növekedése. Ez a séma nem használható négykarú Wheatstone-hídban .

Az iparban a legelterjedtebb a háromvezetékes áramkör. A pontos és referencia mérésekhez csak négyvezetékes áramkört használnak.

Az ellenálláshőmérők előnyei és hátrányai

Az ellenálláshőmérők előnyei

Nagy mérési pontosság (általában ±1 °C-nál jobb), akár 13 ezred °C-ig (0,013) is elérheti.
Lehetőség a kommunikációs vonalak ellenállásának változásának a mérési eredményre gyakorolt hatásának kiküszöbölésére 3 vagy 4 vezetékes mérési séma alkalmazásakor.
Majdnem lineáris.

Az ellenálláshőmérők hátrányai

Viszonylag rövid mérési tartomány (a hőelemekhez képest )
Drága (összehasonlítva a nem nemesfém hőelemekkel , a TSP típusú platina ellenállásos hőmérőkhöz) .
Az érzékelőn keresztüli áram beállításához további tápegység szükséges.

Egyes ellenálláshőmérők ellenállási táblázata

Ellenállás ohmban (Ω)

Hőmérséklet °C-ban	Pt100	1000 Pt	német PTC	német NTC	NTC	NTC	NTC	NTC
	Típus: 404	Típus: 501	Típus: 201	Típus: 101	Típus: 102	Típus: 103	Típus: 104	Típus: 105
−50	80,31	803.1	1032
−45	82.29	822,9	1084
−40	84.27	842,7	1135			50475
−35	86,25	862,5	1191			36405
-30	88.22	882.2	1246			26550
−25	90.19	901.9	1306		26083	19560
−20	92.16	921,6	1366		19414	14560
−15	94.12	941.2	1430		14596	10943
−10	96.09	960,9	1493		11066	8299
−5	98.04	980.4	1561	31389	8466
0	100.00	1000,0	1628	23868	6536
5	101,95	1019.5	1700	18299	5078
tíz	103,90	1039,0	1771	14130	3986
tizenöt	105,85	1058,5	1847	10998
húsz	107,79	1077,9	1922	8618
25	109,73	1097,3	2000	6800			15000
harminc	111,67	1116.7	2080	5401			11933
35	113,61	1136.1	2162	4317			9522
40	115,54	1155,4	2244	3471			7657
45	117,47	1174,7	2330				6194
ötven	119.40	1194,0	2415				5039
55	121,32	1213.2	2505				4299	27475
60	123,24	1232,4	2595				3756	22590
65	125.16	1251,6	2689					18668
70	127.07	1270,7	2782					15052
75	128,98	1289,8	2880					12932
80	130,89	1308.9	2977					10837
85	132,80	1328,0	3079					9121
90	134,70	1347,0	3180					7708
95	136,60	1366,0	3285					6539
100	138,50	1385,0	3390
105	140,39	1403,9
110	142,29	1422,9
150	157,31	1573.1
200	175,84	1758.4

Lásd még

Jegyzetek

↑ A. M. Prohorov főszerkesztő. Ellenállás hőmérő // Fizikai enciklopédikus szótár. - Szovjet Enciklopédia . - M. , 1983. (Orosz)
↑ Termisztor // Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M . : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
↑ Ellenállás hőmérő: működési elv, GOST. . (határozatlan)
↑ Temperatures.ru . Letöltve: 2009. május 26. Az eredetiből archiválva : 2009. május 25.. (határozatlan)

Linkek

Online számológép "Ellenállás hőmérő" átváltja a hőmérsékletet Rt-re

Szótárak és enciklopédiák	nagy kínai Nagy norvég Britannica (online) Britannica (online)