Принцип работы термосопротивление: Термосопротивления: Теория / Хабр

Содержание

Термосопротивления: Теория / Хабр

Недавно мне повезло побывать на производстве датчиков температуры, а точнее на швейцарском предприятии IST-AG, где делают платиновые и никелевые термосопротивления (RTD).

По этому поводу публикую две статьи, в которых читатель найдет довольно подробное описание этого типа датчиков, путеводитель по основным этапам производственного процесса и обзор возможностей, которые появляются при использовании тонкопленочных технологий.

В первой статье разбираемся с теоретической базой. Не слишком увлекательно, но весьма полезно.

(они же — термосопротивления или RTD)

Сначала имеет смысл разобраться с терминологией. Если вы хорошо знакомы с вопросом, то смело переходите ко второй части статьи. А может быть и сразу к третьей.

Итак, под определение «датчик температуры» попадают тысячи самых разных изделий. Под датчиком можно понимать и готовое измерительное устройство, где на дисплее отображается значение температуры в градусах, и интегральную микросхему с цифровым сигналом на выходе, и просто чувствительный элемент, на базе которого строятся все остальные решения. Сегодня мы говорим только о чувствительных элементах, которые, впрочем, тоже будем называть словом «датчик».

Термометры сопротивления, которые также известны как термосопротивления и RTD (Resistance Temperature Detector) — это чувствительные элементы, принцип работы которого хорошо понятен из названия — электрическое сопротивление элемента растет с увеличением температуры окружающей среды и наоборот. Вероятно вы слышали о термосопротивлениях как о платиновых датчиках температуры типа Pt100, Pt500 и Pt1000 или как о датчиках 50М, 50П, 100М или 100П.

Иногда термосопротивления путают с термисторами или термопарами. Все эти датчики используются в похожих задачах, но, даже несмотря на то что термисторы тоже являются преобразователями температура-сопротивление, нельзя путать термосопротивления, термисторы и термопары между собой. О разнице в строении и назначении этих элементов написана уже тысяча статьей, так что я, пожалуй, не буду повторяться.

Отмечу главное: средний термометр сопротивления стоит в разы дороже, чем средний термистор и термопара, но только термосопротивления имеют линейную выходную характеристику. Линейность характеристики, а также гораздо более высокие показатели по точности и повторяемости результатов измерений, делают термосопротивления востребованными несмотря на разницу в цене.

Если коротко, характеристики термосопротивлений можно разбить на три группы:

Номинальная статическая характеристика (НСХ) и точность
Диапазон температур, на котором определяется НСХ и обеспечивается заявленная точность
Корпус датчика, тип и длина выводов

На мой взгляд, пояснений требует только первый пункт.

Номинальная статическая характеристика (НСХ)

НСХ — это функция (на практике чаще таблица значений), которая определяет зависимость сопротивление-температура.

Зависимость R(T), конечно, не является абсолютно линейной — на самом деле выходная характеристика термосопротивления описывается полиномом с известными коэффициентами. В простейшем случае это полином второй степени R(T) = R0 (1 + A x T + B x T²), где R0 — номинальное сопротивление датчика, то есть значение сопротивления при 0°C.

Вид полинома и его коэффициенты описываются в различных национальных и международных стандартах. Действующий российский стандарт — ГОСТ 6651-2009. В Европе чаще используют DIN 60751 (он же IEC-751), однако одновременно с ним действует DIN 43760, в Северной Америке популярен стандарт ASTM E1137 и так далее. Несмотря на то что некоторые стандарты согласованы между собой, в целом картина довольно печальная и единого индустриального стандарта по факту не существует.

Наиболее популярные типы термосопротивлений — это платиновые датчики (Pt 3850, Pt 3750, Pt 3911 и др.), никелевые (Ni 6180, Ni 6720 и др.) и медные термосопротивления, например Cu 4280. Каждому типу датчиков соответствует свой полином R(T).

Приведенные наименования содержат название металла, который используется при изготовлении датчика, и коэффициент, который описывает отношение сопротивления датчика при 0 к сопротивлению при 100°C. Этот коэффициент, вместе со значением R0, определяет наклон функции R(T).

В разношерстных стандартах и, как следствие, в спецификациях на конкретные датчики, этот коэффициент может выражаться по-разному. Например, для платинового датчика может быть указан коэффициент альфа равный 0.00385 °C^-1, или температурный коэффициент 0.385%/°C, или TCR = 3850 ppm/K, однако во всех трех случаях подразумевается одна и та же зависимость R(T).

Используемый металл однозначно определяет степень полинома R(T), а коэффициенты полинома определяются температурным коэффициентом металла.

Например, для всех платиновых датчиков функция R(T) имеет следующий вид:

R(T) = R0 (1 + A x T + B x T²) при T > 0
R(T) = R0 (1 + A x T + B x T² + C x (T-100) x T³) при T < 0
где коэффициенты выбираются в зависимости от типа платины:

Pt 3850 ppm/K (наиболее распространенная характеристика современных термосопротивлений)
A = 3.9083 x 10^-3 °C^-1
B = -5.775 x 10^-7 °C^-2
C = -4.183 x 10^-12°C^-4
Pt 3911 ppm/K (характеристика остается востребованной в РФ, т.к. в прошлом только она была внесена в ГОСТ)
A = 3.9692 x 10^-3 °C^-1
B = -5.829 x 10^-7 °C^-2
C = -4.3303 x 10^-12°C^-4

Автомобильному стандарту Pt 3770 ppm/K, американскому Pt 3750 ppm/K или японскому Pt 3916 ppm/K будут соответствовать другие наборы коэффициентов.

Та же логика действует для меди и никеля. Например, НСХ всех никелевых датчиков описывается полиномом шестой степени:

R(T) = R0 (1 + A x T + B x T² + C x T³ + D x T⁴ + E x T⁵ + F x T⁶)
где коэффициенты определяются температурным коэффициентом никеля (Ni 6180 ppm/K, Ni 6720 ppm/K и т.д.).

Осталось сказать о последнем параметре НСХ термометров сопротивления — о номинальном сопротивлении R0. Чаще всего используются датчики со стандартным R0 — 50, 100, 500 или 1000 Ом, однако иногда требуются тремосопротивления с R0 = 2000 и даже 10000 Ом, а также датчики с «не кратным» номинальным сопротивлением.

То есть каждому типу термосопротивления может соответствовать несколько НСХ с разными номинальными сопротивлениями R0. Для наиболее распространенных в РФ характеристик используют стандартные обозначения: Pt100 и Pt1000 соответствуют платине с температурным коэффициентом 3850 ppm/K и R0 = 100 и 1000 Ом соответственно. Унаследованные из советских справочников обозначения 50П и 100П — это датчики из платины с коэффициентом 3911 ppm/K и R0 = 50 и 100 Ом, а датчики известные как 50М и 100М — это медь 4280 ppm/K с номинальным сопротивлением 50 и 100 Ом.

Точность датчика
Точность термосопротивления — это то, насколько зависимость R(T) реального датчика может отклониться от идеальной НСХ. Для обозначения точности термосопротивлений используют понятие класса допуска (от же класс точности).

Класс допуска определяет максимальное допустимое отклонение от номинальной характеристики, причем задается это отклонение как функция температуры — при нуле градусов фиксируется наименьшее допустимое отклонение, а при уменьшении или увеличении температуры диапазон допустимых значений линейно увеличивается.

Когда дело касается классов допуска, бардак в действующих стандартах только усугубляется — даже названия классов в разных источниках могут отличаться.

	Другие названия	Допуск, °С
Класс АA	Class Y 1/3 DIN 1/3 B F 0.1 (если речь о тонкопленочном датчике) W 0.1 (если речь о намоточном датчике)	±(0.1 + 0.0017 \|T\|)
Класс A	1/2 DIN 1/2 B F 0.15 (если речь о тонкопленочном датчике) W 0.15 (если речь о намоточном датчике)	±(0.15 + 0.002 \|T\|)
Класс B	DIN F 0.3 (если речь о тонкопленочном датчике) W 0.3 (если речь о намоточном датчике)	±(0.3 + 0.005 \|T\|)
Класс C	Class 2B Class BB F 0.6 (если речь о тонкопленочном датчике) W 0.6 (если речь о намоточном датчике)	±(0.6 + 0.01 \|T\|)
—	Class K 1/10 DIN	±(0.03 + 0.0005 \|T\|)
—	Class K 1/5 DIN	±(0.06 + 0.001 \|T\|)

Приведенные в таблице допуски соответствуют большинству действующих стандартов

для платиновых датчиков 3850 ppm/K

, включая ГОСТ и европейский DIN 60751 (IEC-751), который с большой натяжкой можно назвать общепринятым.

Однако и здесь есть исключения

Например, в американском стандарте ASTM E1137 классы допуска платиновых датчиков именуются Grade и определяются иначе:

Grade A	±(0.25 + 0.0042 \|T\|)
Grade B	±(0.13 + 0.0017 \|T\|)

Если же говорить о платине с другими температурными коэффициентами или о никелевых и медных датчиках, то можно обнаружить и другие определения допусков.

Класс допуска описывает не только максимальную величину допуска, но и диапазон температур, на котором этот допуск гарантируется. Вы, наверное, уже догадались, что в разных стандартах эти диапазоны могут существенно отличаться. Это действительно так, причем диапазон температур зависит не только от класса допуска и типа датчика, но и от технологии, по которой выполнен датчик — у намоточных датчиков диапазон всегда шире.

О том, что такое намоточные и тонкопленочные датчики — чуть ниже.

На картинке — кассы допуска для платиновых датчиков с температурным коэффициентом 3850 по стандарту DIN 60751 (IEC-751).

Определения классов допуска для тонкопленочных и намоточных платиновых датчиков Pt 3850 ppm/K

Тонкопленочный датчик Pt 3850 ppm/K		Намоточный датчик Pt 3850 ppm/K
Класс допуска	Диапазон температур	Класс допуска	Диапазон температур
	DIN 60751 (IEC-751) / ГОСТ		DIN 60751 (IEC-751)	ГОСТ
Класс АА (F 0.1)	0… +150°С	Класс АА (W 0.1)	-100… +350°С	-50… +250°С
Класс А (F 0.15)	-30… +300°С	Класс А (W 0.15)	-100… +450°С
Класс B (F 0.3)	-50… +500°С	Класс B (W 0.3)	-196… +600°С	-196… +660°С
Класс С (F 0.6)	-50… +600°С	Класс С (W 0.6)	-196… +600°С	-196… +660°С

К слову, если в документации на термосопротивление указан диапазон измеряемых температур, который шире диапазона, предусмотренного указанным классом допуска, то заявленный класс допуска не будет действовать на всём рабочем диапазоне. Например, если датчик Pt1000 класса A предназначен для измерения температур от -200 до +600°C, то он будет иметь точность ±(0.15+0.002|T|) только при температурах до +300°C, а дальше скорее всего будет обеспечиваться класс В.

Я привожу все эти подробности о терминологии и разночтениях в стандартах чтобы донести одну простую мысль: выбирая термосопротивление легко запутаться и неверно истолковать характеристики элемента. Важно понимать какие именно требования вы предъявляете к элементу (в абсолютных цифрах, а не в классах) и сравнивать их с абсолютными цифрами из документации на конкретный датчик.

Итак, термосопротивления представляют собой резисторы, выполненные из платины или, реже, из никеля или меди. Выше уже упоминались две технологии — намоточная (проволочная) и тонкопленочная.

Намоточные датчики — это термосопротивления, выполненные на основе спиралей из металлической проволоки. Существует два основных способа изготовления намоточных датчиков. В первом случае проволока наматывается на стеклянный или керамический цилиндр, после чего конструкция покрывается изолирующим слоем из стекла. Второй способ — это помещение металлических спиралей в каналы внутри керамического цилиндра.

При изготовлении тонкопленочных датчиков на керамическую подложку напыляется тонкий слой металла, который образует токопроводящую дорожку, так называемый меандр. После этого датчик покрывается изолирующим слоем из стекла.

Большинство современных термосопротивлений выполняется по одной из этих трёх технологий. В источниках встречаются противоречивые мнения о том, какая конструкция более устойчива к вибрациям или перепадам температур. Оценки стоимости датчиков разных конструкций тоже сильно разнятся.

На деле принципиальных отличий между характеристиками датчиков разной конструкции нет, цены на тонкопленочные и намоточные датчики также находятся в одном диапазоне.

В большинстве случаев совершенно не важно как именно устроен датчик — при выборе компонента имеет значение только соотношение цены и характеристик конкретного элемента (нужно только не забывать что классы допуска для тонкопленочных датчиков определены на более узком диапазоне температур). Однако в некоторых задачах тонкопленочные датчики осознанно предпочитают намоточным. На это есть три главных причины:

Высокие номинальные сопротивления. Тонкопленочная технология позволяет производить датчики с R0=1000 Ом той же ценой, что и датчики с номинальным сопротивлением 50, 100 или 500 Ом. К тому же, изготавливаются датчики и с более высоким номинальным сопротивлением, например 2000 и 10000 Ом.
Малый размер. Тонкопленочный датчик можно сделать гораздо более миниатюрным по сравнению с намоточным. Стандартный датчик Pt1000, например, может иметь габариты всего 1.6 x 1.2 мм.
Прямоугольная форма и миниатюрный размер пленочных датчиков позволяют выпускать не только выводные термосопротивления, но и SMD-компоненты стандартных размеров — 1206, 0805 и так далее.

У тонкопленочной технологии есть и другие интересные свойства, позволяющие, например, сократить время отклика датчика температуры или изготовить на базе термосопротивлений датчики скорости потока. Об этом будем говорить в следующей статье, которая полностью посвящена процессу изготовления тонкопленочных датчиков.

В заключении традиционно благодарю читателя за внимание и напоминаю, что вопросы по применению продукции, о которой мы пишем на хабре, можно также задавать на email, указанный в моем профиле.

upd #1: Статья «Термосопротивления: производственный процесс» опубликована.

upd #2: все упомянутые датчики и модули доступны со склада. Больше информации на efo-sensor.ru

виды, типы конструкции, классы допуска

Термометрия относится к наиболее простым и эффективным методам измерений. Она основана на том, что физические свойства материала меняются в зависимости от температуры. В частности, измеряя сопротивление металла, сплава или полупроводникового элемента, можно определить его температуру с высокой степенью точности. Датчики такого типа называются термоэлектрическими или термосопротивлениями. Предлагаем рассмотреть различные виды этих устройств, их принцип работы, конструкции и особенности.

Виды термодатчиков

Наиболее распространенными считаются следующие типы термометров сопротивления (далее ТС):

Полупроводниковые датчики. Отличительные особенности этих приборов заключается в высокой точности и стабильной чувствительности, а также в возможности измерения быстротечных процессов. Благодаря низкому измерительному току имеется возможность работы со сверхнизкими температурами (до -270°С). Пример конструкции полупроводникового ТС. Конструкция термистора

Обозначения:

А – Выводы измерителя.
В – Стеклянная пробка, закрывающая защитную гильзу.
С – Защитная гильза, наполненная гелием.
D – Электроизоляционная пленка, покрывающая внутреннюю часть гильзы.
E – Полупроводниковый чувствительный элемент (далее ЧЭ), в приведенном примере это германий, легированный сурьмой.

Металлические датчики. У таких измерителей в качестве ЧЭ выступает проволочный или пленочный резистор, помещенный в керамический или металлический корпус. Металл, используемый для изготовления чувствительного элемента, должен быть технологичен и устойчив к окислению, а также обладать достаточным температурным коэффициентом. Таким критериям практически идеально отвечает платина. Там, где не столь высокие требования к измерениям, может использоваться никель или медь. В качестве примера можно привести термодатчики: PT1000, PT500, ТСП 100 П, ТСП pt100, ТСП 50П, ТСМ 296, ТСМ 045, ТС 125, Jumbo, ДТС Овен и т.д.

Расшифровка аббревиатур

Чтобы не возникало вопросов, что такое ТСМ, приведем расшифровку этой и других аббревиатур:

ТСМ это термометр сопротивления (ТС), в чувствительном элементе (ЧЭ) которого используется медная проволока (М).
ТСП, в применяется платиновый (проволока из платины) ЧЭ.
КТС б – обозначение комплекта из нескольких платиновых ТС., позволяющих провести многозонные измерения, как правило, монтаж таких устройств производится на вход и выход системы отопления, чтобы установить разность температур.
ТПТ – технический (Т) платиновый термометр (ПТ).
КТПТР – комплект из ТПТ приборов, буква «Р» в конце указывает, что может производиться не только измерение разницы температур между различными датчиками.
ТСПН – «Н» в конце ТСП, обозначает, что датчик низкотемпературный.
НСХ – под данным сокращением подразумевается «номинальная статическая характеристика», соответствующая стандартной функции «температура-сопротивление». Достаточно посмотреть таблицу НСХ для pt100 или любого другого датчика (например, pt1000, rtd, ntc и т.д.), чтобы иметь представление о его характеристиках.
ЭТС – эталонные приборы, служащие для калибровки датчиков.

Чем отличается термосопротивление от термопары?

Схема термопары, ее конструкция, а также принцип работы существенно отличается от термометра сопротивления, расскажем об этом простыми словами. У устройства pt100, а также других датчиков, принцип действия основан на сопоставимости между изменением температуры металла и его сопротивлением.

Принцип термопары построен на различных свойствах двух металлов собранных в единую биметаллическую конструкцию. Устройство, подключение, назначение термопары, а также описание погрешности этих приборов будет рассмотрено в отдельной статье.

Сейчас достаточно понимать, что термопара и ТСП, например pt100, это совершенно разные приборы, отличающиеся принципом работы.

Платиновые измерители температуры

Учитывая распространенность металлических датчиков, имеет смысл привести краткое описание этих устройств, чтобы наглядно показать сравнительные характеристики различных видов, особенности, а также описать сферу применения.

В соответствии с нормами ГОСТ 6651 2009 и МЭК 60751, у рабочих приборов данного типа значение температурного коэффициента должно быть 0,00385°С^-1, эталонных – 0,03925°С^-1. Диапазон измеряемой температуры: от-196,0°С до 600,0°С. К несомненным достоинствам следует отнести высокий коэффициент точности, близкую к линей характеристику «Температура-сопротивление», стабильные параметры. Недостаток – наличие драгметаллов увеличивает стоимость конструкции. Необходимо заметить, что современные технологии позволяют минимизировать содержание этого металла, что делает возможным снижение стоимости продукции.

Основная область применения – контроль температуры различных технологических процессов. Например, такой прибор может быть установлен в трубопроводе, в котором плотность рабочей среды сильно зависит от температуры. В этом случае показания вихревой расходометра корректируются информацией о температуре рабочей среды.

Датчик термопреобразователь ТСП 5071 производства Элемер

Никелевые термометры сопротивления

Температурный коэффициент (далее ТК) у данного типа измерительных устройств самый высокий — 0,00617°С^-1. Диапазон измеряемых температур также существенно уже, чем у платиновых ЧЭ (от -60,0°С до 180,0°С). Основное достоинство данных приборов – высокий уровень выходного сигнала. В процессе эксплуатации следует учитывать особенность, связанную с приближением температуры нагрева к точке Кюри (352,0°С), вызывающую существенное изменение параметров ввиду непредсказуемого гистерезиса.

Данные устройства практически не используются, поскольку в большинстве случаев их можно заменить приборами с медными чувствительными элементами, которые существенно дешевле и технологичнее (проще в производстве).

Медные датчики (ТСМ)

ТК медных измерительных приборов – 0,00428°С^-1, диапазон измеряемых температур немного уже, чем у никелевых аналогов (от -50,0°С до 150°С). К несомненным преимуществам медных измерителей следует отнести их относительно невысокую стоимость и наиболее близкую к линейной характеристику «температура-сопротивление». Но, узкий диапазон измеряемых температур и низкие параметры удельного сопротивления существенно ограничивают сферу применения термопреобразователей ТСМ.

Внешний вид термопреобразователя ТСМ 1088 1

Но, тем не менее, медные датчики рано списывать, есть немало примеров удачных реализаций, например, ТХА Метран 2700, который предназначен как для различных видов промышленности, но также удачно используется в ЖКХ.

Учитывая, что платиновые терморезисторы наиболее востребованы, рассмотрим варианты их конструктивного исполнения.

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.

Конструктивное исполнение «Strain free»

Обозначения:

А – Выводы термоэлектрического элемента.
В – Защитный корпус.
С – Спираль из платиновой проволоки.
D – Мелкодисперсный наполнитель.
E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al₂O₃). Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева. Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.

Пример исполнения «Hollow Annulus»

Обозначения:

А – Выводы с ЧЭ.
В – Изоляция выводов ЧЭ.
С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
D – Защитный корпус датчика.
E – Проволока из платины.
F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al₂O₃) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.

Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Класс допуска

Согласно действующим нормам допускается определенное отклонение от линейной характеристики «температура-сопротивление». Ниже представлена таблица соответствия класса точности.

Таблица 1. Классы допуска.

Класс точности	Нормы допуска °C \|t \|	Диапазон измерения температуры
		Платиновые датчики		Медные	Никелевые
		Проволочные	Пленочные	Медные	Никелевые
AA	±0,10+0,0017	-50°C …250°C	-50°C …150°C	x	x
A	±0,15+0,002	-100°C …450°C	-30°C …300°C	-50°C …120°C	x
B	±0,30+0,005	-196°C …660°C	-50°C …500°C	-50°C …200°C	х
С	±0,60+0,01	-196°C …660°C	-50°C …600°C	-180°C …200°C	-60°C …180°C

Приведенная в таблице погрешность отвечает текущим нормам.

Схемы включения ТСМ/ТСП

Существует три варианта подключения:

2-х проводное (см. А на рис. 7), этот наиболее простой способ используется в тех случаях, когда точность результатов не критична. Дополнительную погрешность создает номинальное сопротивление проводников, которыми подключается датчик. Обратим внимание, что для классов точности A и AA данная схема включения неприемлема. Рисунок 7. Двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схема включения термометра сопротивления
3-х проводное (В). Такой вариант обладает более высокой точностью, чем 2-х проводная схема вариант подключения. Это происходит за счет того, что появляется возможность измерить сопротивление монтажных проводов, чтобы учесть их воздействие.
4-х проводное. Этот вариант позволяет полностью исключить воздействие сопротивления монтажных проводов на результаты измерений.

В измерительных приборах ТС, как правило, включен по мостовой схеме.

Пример подключения по мостовой схеме вторичного прибора (pt100) для измерения температуры воздуха

Обратим внимание, что под r_л.с. в электрической схеме подразумевается сопротивление линий связи, то есть проводов, которыми подключен датчик.

Обслуживание

Информация о ТО температурного датчика указана в паспорте прибора или инструкции эксплуатации, там же приводится типовые неисправности и способы их ремонта, рекомендуемая длина кабеля для подключения, а также друга полезная информация.

Термометры сопротивления не требуют специального ТО, в задачу обслуживающего персонала входит:

Проверка условий, в которых эксплуатируется датчик.
Внешний осмотр на предмет целостности конструкции и кабельных соединений, проверка хода подвижного штуцера (если таковой имеется).
Помимо этого проверяется наличие пломб.
Проверяется заземление.

Такой осмотр должен проводиться с периодичностью один раз в месяц или чаще.

Помимо этого должна проводиться поверка приборов, с использованием эталонного датчика, например, ЭТС 100.

Платиновый эталонный ПТС (датчик ЭТС 100)

Для градуировки датчиков используются специальные таблицы, в качестве примера приведена одна из них для термосопротивления pt100. Саму методику калибровки мы приводить не будем, ее описание несложно найти в сети.

Градуировочная таблица для терморезистора pt100 (фрагмент, без указания пределов градуировки измерений)

Что касается методики поверки эталонных платиновых датчиков, то она должна производиться на специальных реперных точках.

Особенности термосопротивления Pt100 и принцип работы — Стройка Волка

Содержание статьи:

Термодатчики являются основными элементами во многих системах управления. Термосопротивление PT100 – это один из видов приборов, которые могут использоваться. Существуют также приборы Pt-500, Pt-100, 10K. Конкретно этот вид изготавливается на основе платины, но можно встретить и медные, и никелевые. В нашей статье мы рассмотрим особенности датчиков измерения температуры.

Основные особенности прибора

Платиновое термосопротивление Pt100 является достаточно распространенным элементом, так как у него очень хорошее соотношение качества и цены. Его можно использовать как отдельный прибор для измерения. Но можно встроить в гильзу иного устройства, чтобы осуществлять учет данных изменения температуры. Главное при этом – правильно учесть диаметр гильзы, чтобы не было большой разницы диаметров. В этом случае удастся обеспечить наилучшее условие для того, чтобы анализировать температуру сред.

Вам будет интересно:Радиаторы «Керми» (тип 22 с нижним подключением): описание, устройство, характеристики

Обычно такие датчики применяются для того, чтобы контролировать температуру в системах вентиляции, теплоэнергетических установках, а также иных отраслях.

Принцип функционирования

В основе лежат элементы из платины, у которых сопротивление при 0 градусов равно 100 Ом. Стоит отметить, что у платины имеется положительный коэффициент. А это означает, что сопротивление растет при увеличении температуры. У некоторых приборов в одном корпусе может быть заключено сразу три термоэлемента. Но чаще всего в промышленности используют термосопротивление Pt100 «Овен» с одним элементом. «Овен» — это отечественная компания, которая занимается производством и продажей оборудования для автоматизации и измерения данных.

В зависимости от разновидности измерительной цепи, используется определенный способ подключения – двух-, трех-, четырехпроводной. От того, где и для чего используется устройство, вы можете подобрать наиболее приемлемую характеристику. Термосопротивления Pt-100 можно использовать для измерения температуры газов или жидкостей. Впрочем, его можно применять и для контроля температуры продуктов в пищевой промышленности.

Эти приборы могут быть совместимы с устройствами, у которых аналогичное входное сопротивление. Максимальная температура, которую позволяет измерять датчик – около 350 градусов. Но в пике может выдерживать скачки до 400 градусов. Но это усредненные значения, зависят они от производителя. Для одних датчиков рабочий диапазон -40..+90, для других уже -50..+250. Но есть и модели, которые работают и в диапазоне -100..+600.

Когда нельзя сделать монтаж?

Не допускается монтаж устройств в таких условиях:

Если слишком высокий уровень вибрации.

Большая вероятность нанесения повреждения корпуса.

Агрессивная химическая среда.

Взрывоопасная среда.

В непосредственной близости к источникам электрических помех.

Технические характеристики прибора

Технические особенности датчика (в пример взято термореле):

Корпус изготавливается из нержавеющей стали.

Масса – 600 гр.

Размеры 62х66х67 см. Не учитывается размер непосредственно чувствительного элемента датчика.

Может измерять температуры в диапазоне -50..+100 градусов.

Максимальное значение погрешности – 2%.

Максимальная потребляемая мощность – 2 Вт.

Влажность среды, в которой происходит работа – 80% при температуре 35 градусов.

Давление – 0,01..1,6 МПа.

При проведении монтажных работ крайне важно соблюдать требования техники безопасности. На предприятиях монтаж этих устройств осуществляется лицами, прошедшими соответствующий инструктаж. Они также должны быть обучены работе с оборудованием. Установка, демонтаж и проведение осмотра возможно только при условии отключения питания от устройства.

Почему ломаются датчики?

Всего можно выделить три причины, по которым происходит выход из строя элемента:

Нарушены правила эксплуатации.

Отказ одного или нескольких элементов реле.

Слабый крепеж датчика.

Чтобы избежать преждевременного выхода из строя, нужно перед установкой и обслуживанием изучить внимательно инструкцию.

Как происходит работа датчика?

Принцип работы не очень сложный. Как мы говорили, в основе находится платиновый элемент, у которого при 0 градусов сопротивление равно 100 Ом. Если речь идет о датчике, например, Pt1000, то у него, соответственно, сопротивление уже будет 1000 Ом (1 кОм). У платиновых приборов коэффициент положительный, поэтому при возрастании температуры увеличивается и сопротивление.

На рисунке вы можете видеть подключение термосопротивления Pt100. Мы упоминали о том, что существует несколько вариантов подключений – с двумя, тремя или четырьмя проводами. Какой выбрать – решать только вам. Но нужно отметить, что наилучшая точность будет у четырехпроводного прибора. Но если вам не нужна высокая точность, то разумнее использовать двухпроводные датчики.

Существует также два класса точности – А и В. Последний разделяется на два подкласса – В1/3DIN и В1/10DIN. Они не могут самостоятельно использоваться на целиковом диапазоне температур.

Подведем итоги

Очень часто датчики Pt-100 используются в теплоэнергетике, чтобы поддерживать заданную температуру в измеряемой среде. Также часто их используют для автоматической системы регулировки обогрева. Это позволяет автоматизировать производство и снизить затраты на управление системами.

Нередко датчики устанавливаются в подводных и подземных трубопроводах. У изделия очень высокое качество, что гарантирует большой срок службы. Если правильно проведен монтаж, конечно. Характеристики термосопротивления Pt100 достаточно хорошие, что позволяет использовать прибор в любых сферах.

Диапазон рабочих температур достаточно большой, что позволяет использовать прибор практически в любой отрасли. Также датчик может контролировать состояние воздушной среды. Поэтому может использоваться в складских и производственных помещениях, у которых имеются определенные требования к среде и климату. Утилизация должна проводиться по правилам, которые относятся к переработке электроотходов.

Источник

Принцип работы терморезистора и что такое термосопротивление > Флэтора

Содержание

Большинство промышленных сфер требует измерения множества параметров на производстве. Чем сложнее технологические процессы, тем точнее должны быть показания. Один из самых требовательных к точности параметров – температура. Для ее точных замеров используют специальный прибор – терморезистор.

Пример терморезисторов

Виды

Простой принцип работы позволяет создавать термопреобразователи сопротивления (научное название устройства) различных габаритов и форм. В зависимости от области применения и материала, датчики могут иметь различную форму и соответствующий тип: стержневой, трубчатый, дисковой или бусинковый. Особых ограничений нет, поэтому на каждой отрасли существуют свои стандарты датчиков.

Принцип действия

Терморегулятор в розетке

Терморезисторы – это датчики, работа которых зависит от двух показателей: температуры и сопротивления. Второй параметр меняется в зависимости от значений первого, при достижении необходимой отметки происходит срабатывание. Существует четыре разновидности терморезисторов:

низкотемпературные – для работы при значениях менее 170 К;
для средних температур – от 170 до 510 К;
для высоких – работают в диапазоне от 510 до 900 К;
особый класс – до 1300 К.

Обратите внимание! Для обозначения температуры в рабочем диапазоне терморезистора используют Кельвин, а не градус Цельсия. Это связано с уравнением Стейнхарта-Харта, где в расчетах по формуле учитываются абсолютная температура и сопротивление.
Пример и изображение терморезистора в схеме
Наиболее точные терморезисторы могут использоваться в качестве эталонов – точность реагирования у них доходит до долей градуса. Помимо температурного режима, приборы отличаются по способу нагрева.
Прямой и косвенный нагрев
Существует два типа устройств:
Прямого нагрева – реагируют на температуру окружающей среды либо на проходящий через деталь ток. Их большинство, применяются они повсеместно.
Косвенного нагрева – комбинированные приборы. Представляют собой терморезистор, температуру которого задает отдельный изолированный нагревательный элемент. Ток в этом случае проходит через него, а не через сам датчик.
Дальнейшее разделение основано на различиях в конструкции и материалах изготовления.
Особенности конструкций
Изменение температуры паяльника с помощью диммера
Классификация основывается на ключевом параметре – температурном коэффициенте сопротивления (ТКС), который есть у любого проводника или полупроводника. Он указывает, на какую величину изменяется Ом за каждый градус. В зависимости от материала изготовления ТКС может быть положительным или отрицательным.
Позисторы
Позистор – что это такое, объясняет параметр ТКС. Резистор с положительным значением называется позистором (PTC). Основой для изготовления служит металл. Самыми высокими показателями термосопротивления при инертности к внешним воздействиям обладают медь и платина.
Пример позисторов
Особенности:
Медные терморезисторы стоят дешевле, но применяются только при работе с температурами до 180 градусов. У них низкая устойчивость к агрессивной среде и быстрая окисляемость.
Платиновые – работают до 1100 градусов, однако наиболее точные результаты показывают при верхней границе в 650. Недостаток – дороговизна.
Часто можно встретить вопрос: что такое позисторы ТСМ и ТСП. Ответом служит последняя буква, указывающая на основу: медь либо платину.
Основное назначение позистора – предохранитель для защиты элементов цепи. Используется последовательное подключение. Область их применения ограничена из-за малой скорости быстродействия.
Термисторы
Гораздо чаще применят более чувствительные и недорогие приборы – термисторы. У терморезистора NTC отрицательный ТКС (с ростом температуры сопротивление уменьшается). При создании применяют полупроводниковые составы на основе окислов марганца, меди и кобальта. По сравнению с позисторами, такие устройства более долговечны, надежны, имеют стабильную линейность при работе до 200 градусов.
Термисторы со стандартной маркировкой
Недостаток – невозможность массового изготовления терморезисторов с идентичными характеристиками. Параметры могут отличаться даже у приборов из одной партии, из-за чего приходится повторно регулировать оборудование. Схема монтажа термисторов – мостовая.
Технические характеристики
Сопротивление резистора – формула для рассчета
Каждое устройство обладает набором параметров, на которые нужно обращать внимание при выборе:
Номинальное сопротивление. Это значение, полученное при фиксированной температуре (стандарт – 20 градусов).
ТКС – обратимое изменение сопротивления на каждый градус.
Максимальная мощность рассеяния. Иногда называют просто мощностью резистора. Показывает предельное значение, которое рассеивает ТР без необратимых последствий. Показатель актуален только в условиях соблюдения температурного режима.
Температурная чувствительность. Определяется в определенном диапазоне и зависит от свойств полупроводникового материала.
Эти значения нужно учитывать для приборов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Отрицательный коэффициент ТКС
Дело в том, что зависимость сопротивления от температуры у термисторов экспоненциальная. При этом номинальное сопротивление отдельного ТР может изменяться в больших пределах. Расчеты параметров полупроводниковых приборов сложнее – у позисторов принцип работы основан на линейной зависимости.
Область применения
Использование устройств зависит от их стоимости и точности измерений. Более дорогие позисторы применяют в сложных производствах, а также в качестве предохранителей. Например, их подключают к исполнительному реле, в случае нагрева схема отключается. Термисторы гораздо доступнее, что позволяет находить им широкое применение в быту.
Термодатчик воздуха
При правильной калибровке NTC резистор может использоваться для проверки нагрева окружающей воздушной среды. В этом случае точность измерений, как на производстве, не требуется – достаточно регулировки с шагом в 1 градус Цельсия.
Самодельный датчик температуры воздуха
Автомобильный термодатчик
Популярный способ применения – защита двигателя авто от перегрева. ТР соединяют с реле, которое отключает двигатель при угрозе перегрева. При достаточных знаниях можно подключить устройство к бортовому компьютеру для отображения температуры на дисплее.
Датчик пожара
Из терморезистора и биметаллических элементов пускателя можно создать конструкцию, аналогичную пожарной сигнализации. Для этого подойдут простые бусинковые ТР. Также датчик может работать, если нужно исключить срабатывания на дым, например, сигаретный.
Термистор как регулятор пускового тока
Есть ряд приборов, которые подвержены чрезмерным токам при первом запуске: лампы, двигатели и трансформаторы. Для их ограничения в цепь встраивается термистор. Вместо резких скачков осуществляется регулировка тока по нагрузке, по мере нагревания термистора и уменьшения сопротивления.
Алмаз и родственные материалы – особые терморезисторы
На рынке терморезисторов есть особый класс устройств – на основе монокристаллов алмаза, композитов и углеродных пленок. Они обладают сразу несколькими преимуществами:
работоспособность при температурах до 1000 градусов;
чрезвычайно высокая устойчивость к агрессивным воздействиям;
высокая твердость при низкой инерционности.
У таких приборов есть особая маркировка – ТРА. Выпускают их без корпуса либо в стеклянной оболочке.
Чем можно заменить
Менять терморезистор лучше всего на аналогичный, сверяясь со справочником или технической документацией. Однако при наличии опыта и знаний об устройстве того или иного аппарата можно заменить ТР на обычный проволочный резистор. Следует проверить:
условия срабатывания реле – по времени или напряжению;
изменение времени выхода на рабочий режим;
необходимость последовательного соединения сразу нескольких резисторов.
Важно понимать, какие функции выполнял ТР. В некоторых случаях замена окажется нецелесообразной либо невозможной.
Терморезисторы – необходимый элемент для функционирования современной электротехники. Это точный и эффективный датчик, позволяющий контролировать работу устройств во многих сферах. Его применяют уже более 90 лет, заменить его в ближайшее время удастся с малой вероятностью.
Видео

Термосопротивление Овен ДТС 125М
Термосопротивление Овен ДТС 125М
Назначение и принцип работы термосопротивления ДТС 125М

Термопреобразователи (датчики температуры) ДТС 125 предназначены для непрерывного измерения температуры воздуха в помещении.
Принцип действия термосопротивления основан на свойстве проводника изменять электрическое сопротивление с изменением температуры окружающей среды.
Возможно также их изготовление с параметрами отличными от стандартных по спец. заказу.
Термосопротивления отличаются : конструктивными исполнениями и градуировками 50М ( ТСМ ), 100М ( ТСМ ) , 50П ( ТСП ), 100П ( ТСП ), Pt100 ( ТСП )
ДТС125М предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (например, пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика.
Модели датчиков с резьбовым креплением выпускаются в стандартном исполнении с метрической резьбой. Возможно также их изготовление с трубной резьбой .
Модификации термосопротивления ДТС 125М
Характеристики термосопротивления ДТС 125

Термосопротивления серии ДТС 125 имею следующие технические характеристики (смотри таблицу)
Преимущества термосопротивления ДТС 125М

Датчики температуры серии ДТС125М имеют следующие преимущества:
выгодное соотношение цены и качества;
высокое качество и выская надежность;
длительная заводская гарантия
Купить датчики серии ДТС125 в Ростове, Ростовской области и других городах Юга России по выгодной цене можно в компании «Донские измерительные системы»
Доставка Купить датчиков ДТС125
Мы доставим датчики серии ДТС125 в течении одного — двух дней в города: Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Волгодонск, Сальск, Краснодар, Тихорецк, Тимашевск, Сочи, Новороссийск, Анапа, Туапсе, Геленджик, Ейск, Майкоп, Армавир, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Невинномысск, Минеральные Воды, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала по выгодной цене.
Пункты доставки датчиков серии ДТС125 транспортной компанией «Деловые линии».
Мы доставим по выгодной цене датчики серии ДТС 125 до следующих пунктов выдачи: г. Таганрог , Чучева, 1 , г. Новочеркасск , Газетная, 21, г. Волгодонск , Прибрежная, 2а, г. Краснодар, А. Покрышкина, 2/4, г. Новороссийск , с. Цемдолина, Промышленная , 1, г. Сочи ,Краснодонская, 64, г. Пятигорск , Кисловодское, 48, г. Ставрополь, Кулакова, 28 б, г. Волгоград, Гумрак, Моторная, 9 а, г. Волжский , 2-й Индустриальный, 4 а, г. Севастополь , Фиолентовское, 1, Симферополь, Урожайная, 1, г. Астрахань, Энергетиков, 5а
Пункты доставки датчиков серии ДТС 125 курьерской компанией «СДЭК»
Мы доставим по выгодной цене датчики серии ДТС125 до следующих пунктов выдачи: г.Таганрог, Петровская, 42, г. Новочеркасск, площадь Левски, 5, г. Волгодонск, Морская, 76, г. Шахты, Советская, 200, г. Краснодар, Текстильная, 9, г. Армавир, Новороссийская, 2/4, г. Новороссийск, пр-т Ленина, 13, г. Сочи, Пластунская, 47 А, г. Георгиевск, Пушкина, 48, г. Ессентуки, Ермолова, 123, г. Кисловодск, Красивая, 30, г. Минеральные воды, 50 лет Октября, 67, г. Пятигорск, Московская, 68А, г. Ставрополь, 45 параллель, 31, г. Майкоп, Ленина, 6, г. Волжский, пр. Ленина 94, г. Махачкала, Буйнакского, 63, г. Хасавюрт, Аксаевское шоссе, 101, г. Нальчик, Темрюка Идарова, 129, г. Алушта, Таврическая, 3, г. Евпатория, Крупской, 60 А, г. Керчь, Советская, 15, г. Севастополь, Очаковцев, 34 А, г. Симферополь, Желябова, 44 А, г. Судак, Ленина, 78 Б, г. Ялта, Московская, 33, г. Владикавказ, Международная, 2, г. Грозный, Кадырова, 157, г. Астрахань, Богдана Хмельницкого, 44
Купить термосопротивление ДТС125 по низкой цене с быстрой доставкой по Ростову и Ростовской области
Покупателям из Ростова на Дону и других городов Ростовской области оборудование может быть доставлено в кратчайшие сроки. Купить измерительное оборудование можно в офисе нашей компании, расположенном в центре Ростова на Дону, в близости от ростовского главпочтамта
Термопреобразователи, термопары, термосопротвиления в Ростове и Юге РФ
Датчики температуры. Термопреобразователи, термопары, термосопротивления
Принципы работы датчиков температуры,.термопреобразователей, термопар, термосопротивлений

Принцип действия термоэлектрических преобразователей (термопар) основан на возникновении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в месте соединения двух проводников с разными термоэлектрическими свойствами. Значение термоЭДС зависит от разности температур спая и холодных концов термопары. В качестве материала термоэлектродов применяются специализированные сплавы, наиболее распространенными являются хромельалюмель (ХА) и хромель-копель (ХК). Для измерения высоких температур наиболее часто применяется термопара с термоэлектродами из чистой платины и сплава платины с 10 ͢ родия (ПП), нихросил-нисил (НН).
Типы датчиков температуры,.термопреобразователей, термопар, термосопротивлений

В данном разделе каталога представлен весь спектр термопреобразователей (датчиков температуры), а также защитной арматуры для них. Термопреобразователи применяются для непрерывного измерения температур в различных отраслях промышленности.
Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на свойстве проводника менять электрическое сопротивление пропорционально изменению температуры окружающей среды (ГОСТ Р 6651-2009). Конструктивно такие термопреобразователи выполняются в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала или используются тонкопленочные чувствительные элементы, заключенные в защитную гильзу.
Термосопротивления
В последнее время платиновые термосопротивления активно начали вытеснять медные и термопары. Связано это с появлением на рынке недорогих платиновых плёночных термочувствительных элементов, которые в отличие от
медных являются более стабильными и работают в более широком диапазоне температур. А по сравнению с термопарами — обеспечивают более высокую точность измерения и нетребуют использования дорогого кабеля. Однако в России медные термометры до сих пор находят широкое применение. Одно из основных преимуществ меди — это очень хорошая линейная зависимость её сопротивления от температуры в диапазоне от -50 до +200 °С и более высокая чем у платины чувствительность. Свыше 200 °С медь начинает очень быстро окисляться на воздухе, поэтому обычно верхний предел измерения для медных термосопротивлений устанавливается до 180 °С. При производстве используется проволока диаметром от 30 до 80 мкм. При дальнейшем уменьшении диаметра стоимость проволоки резко возрастает, а изготовление термосопротивления с заданными параметрами становится проблематичным.
Монтаж термосопротивления
При монтаже датчика температуры нужно максимально увеличить его тепловой контакт с контролируемой средой и одновременно уменьшить отток тепла от места подключения. Необходимо помнить, что чувствительный элемент имеет конечную длину, поэтому глубина погружения датчика должна быть как минимум на несколько диаметров зонда больше, чем длина 43. При монтаже датчиков контроля поверхности очень важно место соединения предварительно смазать каким-либо вязким веществом. Также важно обеспечить тепловой контакт кабеля с контролируемым объектом, чтобы минимизировать отвод тепла от 43 датчика по кабелю.
Термопара
Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики. Применяется, в основном, для измерения температуры.
Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) дает следующее определение термопары: Термопара — пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.
По сравнению с термометрами сопротивления термопары обладают рядом очень больших преимуществ и таких же больших недостатков. По большому счёту эти два класса приборов очень органично дополняют друг друга. И
задача киповца — определить, какой датчик температуры ему нужен для той или иной задачи. Технические требования, классификация, методы испытаний преобразователей термоэлектрических приведены в ГОСТ 6616-94.
Номинальные статические характеристики приведены в ГОСТ Р 8.585-2001. Термопары имеют очень большой диапазон рабочих температур. При этом чем больше максимальная рабочая температура термопары, тем меньше её чувствительность. С этим фактом связан большой ассортимент применяемых термопар. При помощи термопар можно измерять температуру очень маленьких объектов. Для этого достаточно сварить между собой две термоэлектродные проволоки маленького диаметра. Естественно, что такая термопара имеет и очень незначительную инерционность. Термопара из недрагоценных металлов малой длины дешевле термосопротивления.
Термопара. Выбор типа
Для использования в диапазоне до +200 °С лучше применять платиновые или медные термосопротивления. В случае контроля температуры очень небольшого объекта малой теплоёмкости можно использовать термопару медь-константан, которая замечательна тем, что очень легко сваривается над поверхностью раствора медного купороса, имеет самую высокую чувствительность и очень низкую стоимость. Для диапазона до +800 °С в России
используется термопара хромель-копель XK(L). Данные термопары имеют очень высокую чувствительность в широком диапазоне начиная от -200 °С. В других странах данный тип термопары не применяется. Самыми популярными в промышленности являются термопары типа ХА(К) хромель-алюмелевые. Теоретический диапазон их использования составляет от -200 до +1300 °С. Термопары типа К замечательны хорошей линейностью характеристики от 0 до 1000 °С.
Подключение термопар

Требования к проводам для подключения термопар установлены в стандарте МЭК 60584-3.
Следующие основные рекомендации позволяют повысить точность измерительной системы, включающей термопарный датчик:
Миниатюрную термопару из очень тонкой проволоки следует подключать только с использованием удлинительных проводов большего диаметра;
Не допускать по возможности механических натяжений и вибраций термопарной проволоки;
При использовании длинных удлинительных проводов, во избежание наводок, следует соединить экран провода с экраном вольтметра и тщательно перекручивать провода;
По возможности избегать резких температурных градиентов по длине термопары;
Материал защитного чехла не должен загрязнять электроды термопары во всем рабочем диапазоне температур и должен обеспечить надежную защиту термопарной проволоки при работе во вредных условиях;
Использовать удлинительные провода в их рабочем диапазоне и при минимальных градиентах температур;
Для дополнительного контроля и диагностики измерений температуры применяют специальные термопары с четырьмя термоэлектродами, которые позволяют проводить дополнительные измерения сопротивления цепи для контроля целостности и надежности термопар.
Доставка термопреобразователей в города Юга России

Мы доставим термопреобразователи в течении одного — двух дней в города: Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Волгодонск, Сальск, Краснодар, Тихорецк, Тимашевск, Сочи, Новороссийск, Анапа, Туапсе, Геленджик, Ейск, Майкоп, Армавир, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Невинномысск, Минеральные Воды, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала.
Термосопротивления и термопары
Датчики температуры с токовым выходом 4…20 мА
Датчики температуры для систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC)
Датчики температуры ОЛИЛ-Термо
Фильтр по товарам
Фильтр по товарам
Сортировать по
Артикул: ТП-А-0198М, ХА
ТЕРМОПАРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Диапазон измерения температуры: 0…300°С, 0…600°C
Градуировка: ХА
Длина: 300 мм, 500 мм, 1000 мм
Диаметр: 3 мм, 6 мм
ТЕРМОПАРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Диапазон измерения температуры: 0…300°С, 0…600°C
Градуировка: ХА
Длина: 300 мм, 500 мм, 1000 мм
Диаметр: 3 мм, 6 мм
Артикул: ТСМ (ТСП)-К1У
• контроль температуры продукта при варении, копчении,
• диапазон измерения температуры: -50…+180°С,
• надежный, механически прочный высокотемпературный кабель,
• удобная ручка с силиконовым покрытием
• контроль температуры продукта при варении, копчении,
• диапазон измерения температуры: -50…+180°С,
• надежный, механически прочный высокотемпературный кабель,
• удобная ручка с силиконовым покрытием
Артикул: ТСМr (ТСПr)-К1И
• контроль температуры продукта при варке, копчении,
• диапазон измерения температуры: -50…+180°С,
• надежный, механически прочный высокотемпературный кабель,
• ручка из силиконовой резины
• контроль температуры продукта при варке, копчении,
• диапазон измерения температуры: -50…+180°С,
• надежный, механически прочный высокотемпературный кабель,
• ручка из силиконовой резины
Принцип работы
Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)
Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.
Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.
Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.
Термисторы
Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.
PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры
PT100, PT1000
Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.
KTY
Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.
Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь
2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности
3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов
Сравнение термометров сопротивления с термопарами
Преимущества:
выше точность и стабильность
можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
практически линейная характеристика
не требуется компенсация холодного спая
Недостатки:
малый диапазон измерений
не могут измерять высокую температуру

Термопары
Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.
Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.
Подключение к ПЛК
Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.
При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.
Типы термопар
K: хромель-алюмель
J: железо-константан
S, R: платина-платина/родий и др.
Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.
Преимущества термопар
Большой температурный диапазон измерения
Измерение высоких температур.
Недостатки
Невысокая точность
Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Как выбрать ?
Измеряемая среда
Измеряемая среда (выхлопные газы, морская вода, бензин и т.п.)
Диапазон рабочих температур измеряемой среды
Давление измеряемой среды
Скорость потока измеряемой среды.
Окружающая среда
Температура окружающей среды
Влажность
Наличие агрессивных сред
Взрывоопасная зона.
Первичный преобразователь
Чувствительный элемент (сенсор)
Тип датчика:
термосопротивление (Pt, Ni.)
термопара
Класс точности.
Способ монтажа защитной арматуры в резервуары и трубопроводы
фланцевый (размер)
резьбовой (шаг)
приварной
асептическое (гигиеническое) присоединение.
Схема электрического подключения для терморезистора
2-х проводная
3-х проводная
4-х проводная.
Защитная трубка (гильза)
Материал
Длина погружаемой части датчика
Диаметр
Гигиеническая конструкция.
Соединительные кабели
Длина
Материал.
Соединительная головка
Степень защиты корпуса
Материал (алюминий, нержавеющая сталь, пластик)
Тип кабельного ввода
Материал электрических контактов (позолоченные).
Преобразователь
Тип преобразователя:
встраиваемый в соединительную головку (Head)
для монтажа на DIN-рейку
для полевой установки на кронштейне, с индикатором
Тип подключаемого датчика:
термосопротивление
термопара
универсальный
Количество подключаемых датчиков к одному преобразователю
Вычисление (при подключении нескольких датчиков)
среднего значения
разности температур
Схема электрического подключения:
2-х проводная
3-х проводная
4-х проводная
Точность измерения
Повторяемость измерения
Цикл измерения
Единицы измерения
Характеристика:
линейная
программируемая
Смещение нулевой точки
Контроль:
обрыва линии
короткого замыкания
Питание
Выходной сигнал:
токовый 4..20мА
гальваническая изоляция
сигнал ошибки
защита от обратной полярности
HART
PROFIBUS PA
Foundation Fieldbus.

Тепловое сопротивление — обзор
5.2.2.3 Теплообмен внутри скважинного теплообменника и его основные влияющие факторы
В соответствии с основными принципами, обсуждавшимися ранее при работе с сильно связанными источниками тепла окружающей среды, при проектировании скважинного теплообменника (BHE), очень важно обеспечить — экономически эффективным способом — нагнетание или извлечение тепла из земли без чрезмерной разницы температур между жидким теплоносителем и окружающей почвой, тем самым минимизируя разницу между T _2r и T ₂ (см. Рисунок 5.1). Эта разница температур сильно зависит от параметра, известного как тепловое сопротивление жидкости относительно земли, в котором двумя основными составляющими этого сопротивления являются тепловое сопротивление между жидкостью-теплоносителем и стенкой скважины, известное как тепловое сопротивление скважины , и термическое сопротивление окружающего грунта от стенки скважины до некоторого подходящего среднего уровня температуры, называемого термическим сопротивлением грунта (см. Eskilson, 1987; Hellström & Kjellsson, 1998).
Термическое сопротивление грунта включает окружающий грунт от стенки скважины до некоторого эталонного уровня температуры, обычно естественной ненарушенной температуры грунта T ₂ в приложениях типа GSHP. ⁵ В этом типе применения удобно рассматривать тепловую реакцию из-за скачкообразного изменения удельной скорости закачки тепла q (Вт / м) ⁶, заданной на единицу длины ствола скважины, и ассоциировать температуру эволюция с зависящим от времени тепловым сопротивлением заземления R _g, так что:
(5.2) Tb − T2 = qRg
, где T _b — температура в стенке скважины. Единица термического сопротивления заземления R _g — К / (Вт / м). Другим важным фактором при проектировании скважинных систем является тепловое сопротивление между теплоносителем в проточных каналах ствола скважины и стенкой ствола скважины. Тепловое сопротивление между флюидом и стенкой ствола скважины дает разницу температур между температурой флюида в коллекторе ( T _f) и температурой у стенки скважины ( T _b) для определенной удельной скорости теплопередачи. q (Вт / м):
(5.3) Tf − Tb = qRb
As T _f представляет реальную температуру, при которой тепловой насос фактически забирает тепло из холодного резервуара (Tf≈T2r), из комбинации уравнения (5.2) и Уравнение (5.3) мы можем легко вывести:
(5.4) T2r − T2 = q (Rg + Rb)
Следовательно, с точки зрения производительности системы, мы можем видеть, что важно минимизировать термическое воздействие на грунт, а также на состояние скважины. тепловое сопротивление. Однако тепловое сопротивление грунта сильно зависит от таких факторов, как удельное тепловое сопротивление грунта (в зависимости от типа или состава грунта), которое проектировщик не может изменить.Также важно отметить, что обычно используется несколько групп скважин. Тепловое взаимодействие между соседними скважинами разовьется через относительно короткое время, что повлияет на значение R _г. Обычный подход здесь заключается в измерении с помощью так называемых методов импульсного или переходного отклика (TRT) (ASHRAE, 2002; Gehlin, 1998) индивидуального значения скважины R _g, которое затем экстраполируется путем моделирования. через соответствующие так называемые g-функции на поведение всего скважинного поля.Наконец, R _г также зависит от того, насколько интенсивно грунт использовался ранее для термического извлечения / закачки и, следовательно, от энергетического поведения системы (характеризуемого количеством часов, в течение которых система использовалась при полной нагрузке на протяжении всего нагрева. сезон).
Термическое сопротивление скважины зависит от расположения проточных каналов и тепловых свойств используемых материалов. Типичные значения, наблюдаемые при полевых испытаниях, варьируются от 0,01 К / (Вт / м) для разомкнутой коаксиальной схемы до примерно 0.25 К / (Вт / м) для одинарных U-образных труб из бентонитового раствора с плохим тепловым контактом с окружающей стенкой скважины. Для типичной скорости теплопередачи 50 Вт / м соответствующие перепады температур, которые могут возникнуть из-за термического сопротивления ствола скважины, будут варьироваться от 0,5 ° C до значений вплоть до 12,5 ° C, что потенциально может очень существенно повлиять на производительность системы. Чтобы свести к минимуму R _b, для обеспечения лучшей теплопередачи используются заполняющие материалы (например, бентонит, бетон и т. Д.) В скважинах, залитых раствором.Однако в заполненных водой скважинах — очень популярных на севере Европы — теплопередача вызывает естественную конвекцию в скважинной воде и в окружающем проницаемом грунте. Этот эффект возможен только при соблюдении определенных условий грунта и приводит к снижению общего термического сопротивления скважины.
В целом термическое сопротивление ствола скважины зависит от:
•
От качества раствора
•
От материала ствола скважины
•
От потока жидкости внутри ППТО— если условия потока ламинарные, тепловой контакт намного хуже, чем в условиях турбулентного потока
•
Возможное тепловое короткое замыкание между восходящими и нижними ветвями внутри BHE
Использование более высоких скоростей потока может свести к минимуму последнее два фактора, но в результате возникает компромисс с увеличением потребности в насосах.
Наконец, при рассмотрении уравнения (5.4) можно пойти другим путем: ограничить удельную скорость отвода тепла, q . Это подход некоторых из наиболее известных стандартов для разработки мелководных геотермальных источников, таких как немецкий стандарт VDI 5450 (VDI, 2008). Здесь максимально допустимые показатели отвода тепла фиксируются в зависимости от различных почв и рабочих параметров данной системы. В первые годы внедрения BHE в Европе стандартным значением для Германии было значение 50 Вт / м (тогда как значение 55 Вт / м обычно принималось для Швейцарии).Эти значения использовались в то время при проектировании жилых зданий GSHP, и значение 50 Вт / м до сих пор является практическим значением для определения размеров небольших установок. Однако из всех рассмотрений, сделанных ранее, очевидно, что система BHE не должна разрабатываться в соответствии с такими типами правил.
Тепловой поток, теплоемкость и термическое сопротивление локализованных поверхностей тела человека с использованием нового калориметрического датчика
В этом разделе представлены результаты экспериментов. В таблице 2 представлены антропометрические характеристики испытуемых.Полученные термические результаты показаны в таблице 3 и обсуждаются ниже. В разделе 4 представлено временное исследование ожога второй степени на запястье у субъекта 1.
Таблица 2 Антропометрические характеристики субъектов Таблица 3 Тепловой поток тела для каждой температуры термостата, A ₀₂₆ и A ₀₃₆, эквивалентное тепловое сопротивление R _экв. и теплоемкость C ₁. Для каждого объекта и зоны показаны средние значения ± стандартное отклонение
Обсуждение теплового потока (
A ₀₂₆, А ₀₃₆, А ₁ и τ ₁)
Прикрепление датчика к коже вызывает падение температуры кожи в области измерения, поскольку изначально термостат установлен на 26 ° C.Термистор, установленный в приборе, считывает температуру кожи во время измерения. Мы определили T _skin как среднее значение температуры кожи, когда термостат установлен на 26 ° C. Эта температура немного ниже физиологической температуры кожи в состоянии покоя в термонейтральной среде. Значения T _skin составили 31,6 ± 0,7 ° C на виске, 31,5 ± 0,7 ° C на запястье, 30,1 ± 0,9 ° C на бедре, 29,6 ± 1,3 ° C на руке, 28,8 ± 0,7 ° C. на бедре и 25.1 ± 1,1 ° C на пятке.
На рис. 5а значения теплового потока для двух температур термостата ( A ₀₂₆ и A ₀₃₆) представлены в зависимости от разницы температур между кожей и окружающей средой, T _кожа — Т _комн.. На рис. 5b переходная энергия контакта, которая передается от датчика к коже (или наоборот), представлена как функция температуры кожи. Эта энергия определяется как интеграл теплового потока выше стабильного значения, значение которого является произведением A ₁ τ ₁ (см.(2)). Этот интеграл соответствует площади под начальным пиком теплового потока W ₁ (см. Рис. 2а).
Рис.5
a Тепловой поток для различных температур термостата 26 ° C и 36 ° C ( A ₀₂₆ и A ₀₃₆) по сравнению с ( T _кожа — T _комн.). Параметры линейной настройки указаны в таблице 4. b Переходная энергия контакта ( A ₁ τ ₁) по сравнению с ( T _скин).Среднее значение T _{помещение} = 23 ° C
Как показано на рис. 5а, тепловой поток был больше, когда термостат был на 26, чем 36 ° C. Когда термостат был установлен на 26 ° C, все значения были положительными, за исключением некоторых случаев в области пятки. При 36 ° C все значения на виске были положительными; в области живота, кисти и бедра 60% были положительными, в области запястья 85% — положительными, а в области пятки все были отрицательными. С другой стороны, самая низкая температура кожи была измерена на пятке (более низкие значения), а самая высокая — на виске (большие значения).
Тепловой поток может быть положительным даже при температуре кожи ниже температуры термостата. Это происходит потому, что датчик стабилизируется с помощью близлежащей области под поверхностью кожи, которая должна иметь более высокую температуру, чем поверхность кожи и термостат. Как и ожидалось, тепловой поток пропорционален разности температур T _кожи — T _{комнаты}. Линии регрессии показаны на рис. 5а, а параметры каждой корректировки — в таблице 4.
Таблица 4 Параметры линейной регулировки теплового потока (рис. 5а)
Тепловой поток был разным в каждой зоне. Среднее значение термостата при 26 ° C с учетом всех испытуемых составляет 315 мВт на виске, 309 мВт на запястье, 240 мВт на животе, 237 мВт на руке, 186 мВт на бедре и 48 мВт. на пятке. Наибольший тепловой поток наблюдался в виске, а самый низкий — в нижних конечностях (бедро и пятка). В среднем наибольшая изменчивость теплового потока была обнаружена в руке, а меньшая — в виске.
Существовали также половые и возрастные различия. В среднем мужчины рассеивают примерно на 8% больше, чем женщины, хотя в этом исследовании эта разница не значительна. Что касается возраста, диссипация в области живота, виска и бедра была одинаковой у всех испытуемых. Однако в случае с рукой тепловой поток у пожилых людей (> 50 лет, n = 2) на 34% больше, чем у молодых людей (<30 лет, n = 4). И в пятке у молодых испытуемых тепловой поток близок к нулю или отрицателен (в среднем 3 мВт), в то время как у более старших испытуемых он значительно выше (в среднем 93 мВт).Тест Уэлча t был использован для оценки разницы между образцами для каждой зоны (см. Таблицу 5).
Таблица 5 Сравнение теплового потока (термостат при 26 ° C) между пожилыми ( x ₁) и молодыми ( x ₂) испытуемыми для каждой зоны ( n _i — размер выборки)
Что касается переходной энергии контакта, она также пропорциональна температуре кожи, демонстрируя поведение, подобное поведению стационарного теплового потока.Эта величина получена из преходящего явления, и поэтому ее изменчивость очень высока.
Эти наблюдения согласуются с гипотезами термодинамики кожи, выдвинутыми другими авторами [30,31,32,33].
Обсуждение теплоемкости (
C ₁)
На рисунке 6 показана теплоемкость протестированных участков кожи в зависимости от температуры кожи, T _кожа. Каждое экспериментальное облако точек представлено разными цветами.Также изображена серия измерений, сделанных в первую неделю после ожога второй степени на запястье. Характеристики и исследование этого поражения описаны в разделе «Временное термическое исследование ожога второй степени на запястье».
Рис.6
Теплоемкость, C ₁ в зависимости от температуры кожи ( T _кожа) для каждой области человеческого тела (виск, кисть, живот, бедро, запястье и пятка). Красное обведенное облако содержит измерения, сделанные в области запястья, пострадавшего от ожога второй степени.Средняя T _{комнатная} = 23 ° C. (Цветной рисунок онлайн)
Диапазон теплоемкости от 4,1 до 6,6 Дж · К ⁻¹. Во всех областях стандартное отклонение одинаково, хотя на висках оно немного выше. Тепловые свойства, измеряемые датчиком, представляют собой комбинацию тепловых свойств тканей, составляющих исследуемую область. В таблице 6 приведены некоторые справочные значения удельной теплоемкости, теплопроводности и плотности различных тканей. Мы определяем глубину теплового проникновения как глубину тканевой области, температура которой изменяется прибором [20].Это значение указывает на пространственную зону кожи, участвующую в измерении. Глубину теплового проникновения датчика можно оценить по соотношению между теплоемкостью, оцениваемой датчиком, и эталонной теплоемкостью ткани. Упрощенную оценку можно сделать, рассматривая призму 2 × 2 см ² с глубиной 0,3–0,4 см [27]. Учитывая среднее значение удельной теплоемкости 3,39 кДж кг ⁻¹ K ⁻¹ и среднюю плотность оболочки 1.11 г · см ⁻³ (таблица 6), мы получили для каждой глубины (0,3 и 0,4 см) теплоемкость 4,5–6,0 Дж · К ⁻¹, значения того же порядка величины, что и экспериментальные результаты. .
Таблица 6 Значения теплоемкости, теплопроводности и плотности различных тканей [34]
Как показано на рис. 6, каждая зона имеет разную теплоемкость. Среднее значение теплоемкости составляет 4,9 Дж K ⁻¹ в пятке, 5,4 Дж K ⁻¹ в руке, 5.6 J K ⁻¹ в области виска и бедра и 5,9 J K ⁻¹ в области живота и запястья. С учетом этих результатов более вероятно получение одинаковых значений теплоемкости в идентичных областях разных предметов, чем в разных областях одного и того же предмета. Обратите внимание, что стандартное отклонение не сильно отличается от разницы средних значений. По этой причине для установления точных корреляций было бы желательно провести эксперименты на большем количестве испытуемых. Прямых корреляций между теплоемкостью и тепловым потоком, температурой кожи или тепловым сопротивлением не наблюдается.
Однако есть некоторые совпадения с эталонными значениями в Таблице 6. Самые низкие значения теплоемкости соответствуют измерениям на руке, пятке и некоторых измерениях на виске (зеленые, красные и синие области на рис. 6). А именно, тыльная часть кисти и висок находятся ближе к пястной кости и кортикальной кости черепа соответственно, которые имеют очень низкую теплоемкость (см. Таблицу 6). Возможно, что высокая вариабельность измерений на виске связана с близостью к височной артерии, а также с вариациями кровотока в коже.Пятка также имеет низкую теплотворную способность, что является стабильным результатом, поскольку это область с плохой перфузией, с более толстым роговым слоем и обильным подкожным жиром. О низкой теплоемкости пятки уже сообщалось в других работах [21, 23]. Переднемедиальная часть бедра, ладонная область запястья и живот (правый бок) имеют более высокую теплоемкость, что может быть связано с их большей перфузией.
Обсуждение эквивалентного термического сопротивления (
R _экв)
На рис.7 показано эквивалентное тепловое сопротивление для каждой области человеческого тела в зависимости от температуры кожи. Как и на предыдущем рисунке, каждое облако точек ограничено цветной линией. Также представлена серия измерений, соответствующая ожогу второй степени, которая будет рассмотрена в разделе «Временное термическое исследование ожога второй степени на запястье».
Рис. 7
Эквивалентное термическое сопротивление, R _экв, в зависимости от температуры кожи ( T _кожа) для каждой тестируемой поверхности (виск, рука, живот, бедро, запястье и пятка).Красное обведенное облако содержит измерения, сделанные в области запястья, пострадавшего от ожога второй степени. Средняя T _{комнатная} = 23 ° C. (Цветной рисунок онлайн)
Эквивалентное тепловое сопротивление составляет от 20 до 58 кВт ^-1, и каждая поверхность человеческого тела имеет разное эквивалентное тепловое сопротивление. Среднее значение составляет 34,4 K W ^-1 в виске, 32,0 KW ^-1 в руке, 34,3 K W ^-1 в животе, 44,5 K W ^-1 в бедре, 41.8 K W ⁻¹ в пятке и 27,3 K W ⁻¹ в запястье. Наблюдается некоторое соответствие между этими результатами и справочными данными в Таблице 6. Области с наибольшим термическим сопротивлением (пятка, бедро и живот) соответствуют областям, в которых процент жира выше, чем в других областях (запястье, виск и кисть). . Телесный жир имеет низкую теплопроводность, что означает более высокое тепловое сопротивление. С другой стороны, области с более низким тепловым сопротивлением расположены в областях с более высоким кровоснабжением и более тонкой подкожной жировой тканью (запястье, виск и кисть).Вариабельность, стандартное отклонение и распределение настоящих результатов согласуются с предыдущими исследованиями [19,20,21].
Широкие различия в тепловом сопротивлении до 12 кВт ⁻¹ наблюдаются между испытуемыми при сравнении одних и тех же анатомических областей. Эти различия, вероятно, связаны с различиями в составе ткани и перфузии между пациентами.
Явления вазоконстрикции и расширения сосудов являются частью механизмов регуляции температуры тела. Чем выше поток удара, тем больше энергии передается от кожи к окружающей среде.Это подразумевает более высокую теплопроводность (более низкое тепловое сопротивление). По этой причине ожидается взаимосвязь между тепловым потоком и тепловым сопротивлением. Фактически наблюдалась четкая корреляция между эквивалентным тепловым сопротивлением и тепловым потоком (рис. 8).
Рис. 8
Корреляция между эквивалентным тепловым сопротивлением и тепловым потоком для температуры термостата 26 ° C для каждой поверхности человеческого тела (виск, кисть, живот, бедро, запястье и пятка). Показаны линии регрессии для бедра, пятки, запястья и виска.В таблице 7 показаны коэффициенты соответствия
В таблице 7 показаны параметры каждой выполненной регулировки. Между зонами есть большие различия. Периферийные зоны (запястье, кисть и пятка) имеют более высокий наклон (- 6,74 × 10 ^–3, — 6,83 × 10 ^–3, — 10,7 × 10 ^–3), чем более центральные зоны (- 2,55 × 10 ⁻³, — 4,73 × 10 ⁻³, 4,93 × 10 ⁻³).
Таблица 7 Параметры линейной регулировки между тепловым потоком с термостатом при 26 ° C ( A ₀₂₆) и эквивалентным термическим сопротивлением для каждой зоны
Общие наблюдения
В этой работе не наблюдалось значительных корреляций между тепловые результаты и частота сердечных сокращений или артериальное давление.Также нет существенной корреляции между тепловыми результатами и относительной влажностью. В нескольких исследованиях сообщалось о корреляции между теплообменом человеческого тела и частотой сердечных сокращений, артериальным давлением или относительной влажностью [35, 36]. Тем не менее, наши измерения проводились, когда испытуемые мирно отдыхали в контролируемых условиях окружающей среды, и поэтому не ожидалось больших изменений теплового потока из-за изменений в выделении тепла при распределении кровотока во время измерений. Было бы интересно определить, насколько эти переменные могут измениться в результате упражнений и других экспериментальных ситуаций, влияющих на условия окружающей среды и кожный кровоток, чтобы определить диапазон физиологических изменений для каждой области у человека.
Разница между тепловым сопротивлением и термопарой
Термопары и RTD являются наиболее часто используемыми датчиками температуры. В этой статье сравниваются и анализируются различия между термопарами и RTD с точки зрения их принципа работы, структуры, классификации и областей применения, а также кратко описываются области применения термопар и RTD. .
Температура является важным тепловым параметром в промышленном производстве, таком как металлургия и химическая промышленность.Он играет важную роль в производственном контроле. Для эффективного и точного измерения температуры необходимо выбирать датчик температуры в соответствии с характеристиками и требованиями точки измерения температуры. Хотя термопары и терморезисторы имеют задержку при измерении температуры, они просты, надежны и обладают высокой точностью измерения. Они широко используются в промышленном производстве. Правильный выбор требует их детального понимания.
1.Разница между принципом работы и конструкцией
Разница между 1 принципом работы
Термопара изготовлена из двух разных проводников или полупроводниковых материалов, сваренных или прикрепленных к горячему и свободному концам. Горячий конец вставляется в устройство, которое требует измерения температуры, а холодный конец помещается вне устройства, если оба конца расположены. Различные температуры будут генерировать термоэлектрический потенциал в цепи термопары. Поскольку термоэлектрический потенциал является функцией измеренной температуры, значение электродвижущей силы можно преобразовать в значение температуры.
Термическое сопротивление основано на том, что сопротивление проводника изменяется с температурой и преобразует изменение сопротивления в электрический сигнал для измерения температуры.
2 Различия в структуре
Обычные термопары обычно состоят из горячего электрода, изоляционного материала, гильзы гальванической защиты, распределительной коробки и т.п. В термопарах в качестве изоляционного материала обычно используются перфорированные высокотемпературные керамические трубки, а горячие электроды вытягиваются из отверстий термостойких керамических трубок.Материал защитной гильзы должен иметь коррозионную стойкость, высокую термостойкость, высокую механическую прочность, хорошую воздухонепроницаемость, высокую теплопроводность, например, металл, неметалл и металлокерамика. Чаще всего используется защитная гильза из нержавеющей стали 1Х18Н9Ти. Условия эксплуатации ниже 900 ° C.
Основная часть теплового сопротивления — это корпус резистора, а также изолирующие гильзы, защитные гильзы, распределительные коробки и другие компоненты. Проволока сопротивления наматывается на изолирующий каркас из кварца, керамики или пластика, а защитная гильза надевается на термостойкость.Проволока и гильза заполнены теплопроводным материалом.
2. Классификация и характеристики термопар
Стандартная термопара относится к соотношению между термоэлектрическим термоэлектрическим потенциалом и температурой, указанным в национальном стандарте. Имеется единая стандартная таблица индексов, допускающая термопары с определенными погрешностями.
Нестандартные термопары обычно не имеют единой таблицы индексации. Они в основном используются для измерения некоторых особых случаев.Диапазон использования и величина меньше, чем у стандартных термопар. Термопары, из которых состоят термопары, должны быть прочно сварены друг с другом. Между ними должна быть лучшая изоляция, чтобы предотвратить короткое замыкание; соединение между компенсационным проводом и свободным концом термопары должно быть прочным и надежным, а защитная гильза должна обеспечивать полную изоляцию теплового электрода от внешней среды для обеспечения надежной и стабильной работы термопары.
3, классификация термического сопротивления и характеристики
1 Согласно термическое сопротивление классификация композиционной структуры
Обычное тепловое сопротивление: согласно принципу измерения температурного теплового сопротивления, измеренное изменение температуры напрямую отражается изменением значения сопротивления. Следовательно, изменение сопротивления различных проводов, вызванное термическим сопротивлением, отрицательно повлияет на измерение температуры.. Необходимо устранить влияние сопротивления проводов, обычно термического сопротивления, с помощью трех- или четырехпроводной компенсации.
Армированная термостойкость: подобно бронированным термопарам, она также состоит из термочувствительных элементов, выводов, изоляционных материалов и втулок из нержавеющей стали. Внешний диаметр обычно составляет от 2 до 8 мм, что меньше, чем у обычного типа. Простота установки, ударопрочность, гибкость и длительный срок службы.
Торцевое термическое сопротивление: термочувствительный элемент торцевого термического сопротивления намотан специально обработанным проводом сопротивления и плотно прилегает к торцу термометра.По сравнению с общим термическим сопротивлением, он может быстрее и точнее отражать фактическую температуру испытуемой торцевой поверхности и подходит для измерения температуры торцевой поверхности, такой как втулка подшипника.
Взрывозащищенный терморезистор: Распределительная коробка взрывозащищенного терморезистора имеет особую конструкцию. Он может контролировать взрыв и вспышку огня, вызванную искрами или дугой в распределительной коробке, чтобы обеспечить открытое пламя на производственной площадке. Взрывозащищенный терморезистор предназначен для содержания легковоспламеняющихся, взрывоопасных и других химических газов и паров.
2 Согласно классификации материалов по термостойкости
Сопротивление платины: платина имеет большое удельное сопротивление, и зависимость между сопротивлением и температурой нелинейна. Платиновое сопротивление обеспечивает широкий диапазон измерения температуры, высокую точность измерения, легкую очистку материалов и хорошую воспроизводимость; его физические и химические свойства очень стабильны. Промышленные классы сопротивления платины — Pt100 и Pt10. Pt10 изготовлен из крупнозернистой платиновой проволоки и подходит для измерения температур выше 600 ° C.При 0 ° C значение сопротивления Ptl00 составляет 100 Ом, а значение сопротивления Ptl0 при 0 ° C составляет 10 Ом, поэтому Pt100 также чаще используется; Диапазон измерения температуры сопротивления платины обычно составляет от -200 ° C до 850 ° C. Между температурами выше 550 ° C подходят только для использования в окислительной атмосфере. Вакуум и восстановительная атмосфера приведут к быстрому изменению значения сопротивления.
Сопротивление меди: значение сопротивления меди почти линейно зависит от температуры.Медный резистивный материал легко очищается, цена невысока, удельное сопротивление составляет всего 1/2 от платины, объем большой, а тепловая характеристика медленная. Медь легко окисляется при температурах, превышающих 250 ° C, поэтому промышленные медные терморезисторы обычно работают в диапазоне температур от -40 ° C до 120 ° C.
Полупроводниковые термисторы: подходят для случаев с низкими температурными требованиями, обычно используются в диапазоне низких температур от -50 до 350 ° C, в промышленно развитых странах используются полупроводниковые датчики температуры, состоящие из большого количества датчиков температуры, используемых в различных измерениях температуры и Температурная компенсация и требовательный температурный контроль, например, в бытовых приборах и автомобилях.
4, фактическое применение разницы
Термопара — это компонент, в котором термо-электродвижущая сила (напряжение) изменяется в зависимости от температуры. Терморезистор — это компонент, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Термопары обычно используются в высокотемпературной среде, а термические сопротивления обычно используются в низкотемпературной среде. Если измеренная разница температур превышает 500 ° C, сопротивление RTD будет очень большим, что напрямую повлияет на результаты измерения температуры, даже если результаты измерения не могут быть отображены.Термопара измеряется по изменению термоэлектродвижущей силы (напряжения) при изменении температуры. Чем выше измеренная температура, тем интенсивнее движение электронов в атоме и тем чувствительнее отклик потенциала. Во-вторых, термопаре нужно компенсировать провод. Тепловое сопротивление не требует компенсации провода. Цена теплового сопротивления также ниже, чем у термопары.
Все китайские термопары и терморезисторы производятся в соответствии с международными стандартами IEC и имеют семь видов стандартизированных термопар S, B, E, K, R, J, T, которые являются унифицированной конструкцией.
Температура является очень важным показателем контроля основного параметра в промышленном производстве. Основная задача измерения температуры — это определение температуры в различных тепловыделениях. Разумный выбор существенной разницы между термопарой и термическим сопротивлением позволяет производственному персоналу вовремя разобраться в оборудовании. Рабочий статус, обеспечивающий безопасность, стабильность и экономичность оборудования.
Как работает RTD?
«RTD» — это аббревиатура от «Resistance Temperature Detector». RTD — это тип датчика температуры, который может использоваться при производстве диапазона температурных датчиков Variohms.
Они доступны с различными значениями температуры / сопротивления в зависимости от требований применения.
Как работает RTD?
RTD состоит из резистивного элемента и изолированных медных проводов. Чаще всего количество проводов — 2; однако некоторые RTD имеют 3 или 4 провода. Резистивный элемент — это датчик температуры RTD. Обычно это платина, потому что как материал он очень стабилен во времени, имеет широкий диапазон температур, обеспечивает почти линейную зависимость между температурой и сопротивлением и обладает химической инертностью.Никель или медь — также другие популярные варианты материала резистивного элемента.
RTD работает по основному принципу; с увеличением температуры металла увеличивается и сопротивление потоку электричества. Через датчик пропускается электрический ток, резистивный элемент используется для измерения сопротивления проходящему через него току. С увеличением температуры резистивного элемента увеличивается и электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление измеряется в Ом.Затем значение сопротивления можно преобразовать в температуру в зависимости от характеристик элемента. Типичное время отклика для RTD составляет от 0,5 до 5 секунд, что делает их пригодными для приложений, где немедленный отклик не требуется.
Преимущества использования датчиков температуры RTD
RTD используются в различных отраслях промышленности, в том числе; автомобильная промышленность, бытовая техника, морское и промышленное применение. Преимущества использования RTD по сравнению с другими датчиками температуры:
· Высокоточный
· Согласованный
· Предлагаем долгосрочную стабильность
· Высокая повторяемость
· Подходит для экстремальных условий эксплуатации
· Имеют диапазон высоких температур (в зависимости от материала резистивного элемента)
Типы RTD от Variohm
RTD являются частью нашего диапазона температурных продуктов, у нас есть следующие варианты
Платиновые термометры сопротивления — доступны три различных диапазона температур; крио, средний и высокий
Никелевые термометры сопротивления — для приложений с диапазоном температур от -60 ° C до + 200 ° C
Круглые термометры сопротивления со стеклянной проволокой — они хорошо подходят для испытаний и измерений
SMD RTD — для автоматического монтажа в приложениях большого объема
Для получения дополнительной информации о нашем датчике RTD или любом из компонентов, которые мы можем предложить, свяжитесь с нами: 01327 351004 или sales @ variohm.com
Что такое RTD — Типы, использование и другое RTD от JMS Southeast
Что такое RTD?

RTD расшифровывается как резистивный датчик температуры. RTD иногда обычно называют термометры сопротивления. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) определило термин «сопротивление». термометр следующего вида:
Термометр сопротивления, n. — устройство для измерения температуры, состоящее из элемента термометра сопротивления, внутреннего соединительные провода, защитная оболочка со средствами для монтажа соединительной головки или без них, соединительный провод или другое фитинги или и то, и другое.[Том. 14.03, E 344 — 02 3.1 (2007).]
RTD — это датчик температуры, который измеряет температуру по принципу изменения сопротивления металла. с температурой. На практике электрический ток передается через кусок металла (элемент RTD или резистор), расположенный в непосредственной близости от места измерения температуры. Значение сопротивления элемента RTD затем измеряется прибором.Это значение сопротивления затем соотносится с температурой на основе известного характеристики сопротивления элемента RTD.
Как работают RTD?
RTD работают на основе базовой корреляции между металлами и температурой. Как температура металла увеличивается, увеличивается сопротивление металла току электричества. Точно так же, как температура сопротивления RTD элемента увеличивается, электрическое сопротивление, измеряемое в омах (Ω), увеличивается.Элементы RTD обычно указываются в соответствии с их сопротивлению в Ом при нуле градусов Цельсия (0 C). Наиболее распространенная спецификация RTD — 100 Ом, что означает, что при 0 C элемент RTD должен иметь сопротивление 100 Ом.
Платина является наиболее часто используемым металлом для элементов RTD из-за ряда факторов, включая ее (1) химическую инертность, (2) почти линейная зависимость температуры от сопротивления, (3) достаточно большой температурный коэффициент сопротивления обеспечить легко измеримые изменения сопротивления с изменением температуры и (4) стабильность (в том смысле, что его термостойкость не кардинально меняются со временем).
Другие металлы, которые реже используются в качестве резисторных элементов в RTD, включают никель, медь и Balco.
Элементы RTD обычно имеют одну из трех конфигураций: (1) осажденная или экранированная пленка из суспензии платины или металлического стекла. на небольшую плоскую керамическую подложку, известную как «тонкопленочные» элементы RTD, и (2) платиновый или металлический провод, намотанный на стекло или керамическая бобина и герметизированная покрытием из расплавленного стекла, известного как элементы RTD с проволочной обмоткой.(3) Частично поддерживаемый намотанный элемент, который представляет собой небольшую катушку с проволокой, вставленную в отверстие в керамическом изоляторе и прикрепленную вдоль одной стороны эта дыра. Из трех элементов RTD тонкая пленка является наиболее прочной и со временем становится все более точной.
Почему RTD иногда называют 2-, 3- или 4-проводными RTD? И зачем мне одна конфигурация проводов RTD вместо другой?
Простое практическое правило состоит в том, что чем больше проводов у RTD, тем он точнее.Вся сборка RTD не является платиной. Среди прочего Проблемы, построение RTD таким способом для большинства целей было бы непомерно дорогим. В результате только маленький RTD Сам элемент выполнен из платины. На практике значение сопротивления элемента RTD было бы бесполезным без средств чтобы передать это сопротивление инструменту. Соответственно, изолированные медные провода обычно соединяют элемент RTD с измерительный инструмент.

Как и платина, медь имеет значение сопротивления. Сопротивление медных проводов может повлиять на измерение сопротивления. определяется прибором, подключенным к RTD. Двухпроводные RTD не имеют практических средств для учета сопротивление, связанное с медными подводящими проводами, которое снижает степень точности измерения сопротивления коррелирует с температурой элемента RTD.В результате двухпроводные RTD используются реже всего и обычно используется там, где требуется только приблизительное значение температуры.
Трехпроводные термометры сопротивления являются наиболее распространенной спецификацией для промышленных приложений. В трехпроводных резистивных датчиках температуры обычно используется мост Уитстона. схема измерения для компенсации сопротивления выводного провода, как показано ниже.

В 3-проводной конфигурации RTD провода «A» и «B» должны быть примерно одинаковой длины.Эти длины важны, потому что цель моста Уитстона состоит в том, чтобы сделать импедансы проводов A и B, каждый из которых действует как противоположная ветвь моста, отключите другой, оставив провод «C» действовать как чувствительный провод, по которому проходит очень небольшой (диапазон микроампер) ток. 4-проводные RTD
даже более точны, чем их 3-проводные аналоги RTD, потому что они могут полностью компенсировать сопротивление проводов, не обращая особого внимания на длину каждого из проводов.Это может обеспечить значительно повышенная точность при относительно невысокой стоимости увеличенного медного удлинительного провода.
Какие общие компоненты RTD?
1. Платиновый резистивный элемент RTD: Это фактическая часть датчика температуры RTD. Элементы различаются по длине от 1/8 дюйма до 3 дюймов. Есть много вариантов. Стандартный температурный коэффициент — альфа 0,00385, а стандартное сопротивление составляет 100 Ом при 0 C.
2. Внешний диаметр RTD: Наиболее распространенный внешний диаметр составляет «в США» или 6 мм (0,236 дюйма) для приложений за пределами США. Тем не мение, диапазон наружных диаметров от 0,063 дюйма до 0,500 дюйма
Материал трубки RTD: Нержавеющая сталь 316 обычно используется для сборок до 500 F. При температуре выше 500 F рекомендуется использовать Inconel 600.
3. Присоединение к процессу RTD: Фитинги для присоединения к процессу включают все стандартные фитинги, используемые с термопарами (т.е.е. компрессионные, сварные, подпружиненные и др.).
4. Конфигурация проводов RTD: RTD доступны в 2-, 3- и 4-проводной конфигурации. 3-проводные конфигурации являются наиболее распространенными для промышленное применение. Стандартными изоляционными материалами для проводов являются тефлон и стекловолокно. Тефлон влагостойкий и его можно использовать до 400 F. Стекловолокно может использоваться до 1000 F.
5. Терминация холодного конца RTD: RTD могут подключаться к холодному концу с помощью вилок, неизолированных проводов, клеммных головок и любого другого эталонные спаи, общие для термопар.
Зарезервировано] [различение термопары и термического сопротивления
Принцип измерения, термостойкость и термопара
1, принцип измерения термопар
Принцип работы термопары
Seebeck основан на эффекте (Seeback), то есть два вида различных компонентов на концах проводника, подключенных к цепи, такие как две разные температуры конца разъема, тепловые физические явления, ток в цепи.
С помощью двух разных проводов термопары (горячий электрод), которые приварены друг к другу на одном конце, образуя измерительный конец термопары (также называемый рабочим концом).Он вводится в температуру измеряемой среды; а другой конец термопары (опорный или свободный конец) соединен с прибором отображения. Если измерительный конец термопары и конец эталонной разницы температур, индикатор укажет, что термоэлектродвижущая сила создается термопарой.
2, принцип измерения термического сопротивления
Термическое сопротивление — это использование металлических проводников или самих полупроводников с характеристикой электрического сопротивления для измерения изменений температуры при изменении температуры, нагретая часть термостойкости (термочувствительный элемент) с тонкой металлической проволокой равномерно наматывается в каркас, сделанный из изоляционный материал или сформированный на подложке с помощью процесса лазерной абляции.При градиенте температуры измеряемой среды измеренная температура представляет собой среднюю температуру в пределах диапазона температур чувствительного элемента диэлектрического слоя.
Во-вторых, вторичная сторона термопары измерительного стола и свойства термического сопротивления сравнительного
1, основным принципом работы термопары является измерение температуры пироэлектрического эффекта. Второй объектный настольный вольтметр представляет собой электронный потенциометр или подобное устройство для повышения точности.
2, основанный на величине сопротивления проводника и изменения сопротивления полупроводника с температурными характеристиками работы, вторая таблица — это неуравновешенный мост.
В-третьих, термопара и термическое сопротивление основного провода
1, видно из принципа термопары, холодный конец только тогда, когда его температура постоянна, температура была измерена с термоэлектрическими значениями мощности в единую функцию. В реальном использовании, чтобы использовать термоэлектрические свойства, аналогичные соответствующим характеристикам термопары, провода подключаются недорого (также называемые компенсационным проводом), так что холодный конец термопары расширяется до относительно постоянной температуры (предпочтительно 0 °). медь — константановая проволока с расширенной компенсацией — никель-хром-никель-кремний термическое сопротивление.Соответственно от термопары к вторичному столу идут две выносные линии.
2, термическое сопротивление между столом и вторичным медным проводом подключается, чтобы уменьшить ошибку измерения, вызванную изменением окружающей среды, обычно трехпроводное соединение, при котором есть два провода термического сопротивления, смежные с двумя последовательными плечами моста, другой подводящий провод — источник питания.
На практике теплостойкость обычно представляет собой трехжильный медный провод, значение сопротивления, влияющее на удаление провода.
Две компенсирующие термопары с выделенным сердечником для устранения влияния температуры места установки термопары.
В-четвертых, основная выбранная термопара RTD и
1, в зависимости от выбранного диапазона температур:
Общий выбор термопары выше 500 ℃, выбор обычно ниже 500 ℃ теплового сопротивления;
2, выбор точности измерения:
Выбор высокоточного RTD, выбор точности термопары не требуется;
3, выбор диапазона измерения:
Обычно термин «температура, измеренная термопарой», относится к средней пространственной «точке» температуры, измерению теплового сопротивления.
В. Ключевое отличие RTD и термопара
Температура измеряется датчиком термопары, а тепловое сопротивление такое же, как у датчика температуры.
Свойство 1, сигнал
RTD — это само сопротивление, изменение температуры, сопротивление вызывает положительные или отрицательные изменения сопротивления;
Процесс измерения термопары заключается в изменении индуцированного напряжения, которое он изменяется при изменении температуры.
2, два датчика обнаруживают, что диапазон температур не совпадает
Термическое сопротивление в диапазоне температур 0-150 общих испытаний, максимальный диапазон измерения до 600 градусов (конечно, может быть обнаружена отрицательная температура).
Обнаружение диапазона температур термопары от 0 до 1000 (даже выше) Таким образом, первое — это обнаружение низкой температуры, то есть обнаружение высокой температуры.
3, вспомогательный материал из
— это термическое сопротивление металлического материала, металлического материала, имеющего изменение температуры,
Это биметаллическая термопара, оба из двух разных металлов, из-за изменений температуры, разности потенциалов между двумя проводами из разных металлов.
. 4, тепловое сопротивление и соответствующий входной модуль термопары ПЛК не то же самое, это предложение не является проблемой, но обычно имеет прямой доступ к сигналу ПЛК 4 ~ 20 мА, а тепловое сопротивление и термопара обычно имеют доступ только к ПЛК передатчика. Если у вас нет доступа к DCS, то используйте передатчик!
Термическое сопротивление — это сигнал RTD, термопара TC — это сигнал!
5, модуль PLC также имеет модули термического сопротивления и термопары, входное сопротивление и гальванический сигнал напрямую.
6, термопары J, T, N, K, S и другие модели, там дороже, чем резисторы, но и дешевле, чем сопротивление, но счетчик компенсации провода, термопара относительно высокая общая стоимость.
7, различные типы измерительных сигналов
Термическое сопротивление — это сигнал измерения сопротивления. Сигнал измерения напряжения термопары
Восемь различных принципов измерения
1, принцип измерения температуры термостойкости основан на сопротивлении свойств проводника (или полупроводника) при изменении измеряемой температуры, диапазоне измерения от минус 00 до 500 градусов, обычно используемом сопротивлении платины (Pt100, Pt10), Cu50 сопротивление меди (отрицательное 50-150 градусов).
2, основан на принципе термопары для измерения температуры термоэлектрического эффекта, обычно используются платина и родий-платина (делительное число S, диапазон измерения от 0 до 1300 градусов), никель-хром-никелевый кремний (индексное число K, диапазон измерения от 0 до 900 градусов), хромоникель-константан (делительное число E, диапазон измерения от 0 до 600 градусов), платино-родиевая платина и родий 30-6 (индексное число B, диапазон измерения 0 до 1600 градусов).
Компоненты RTD и термопары
часто встречаются в нашем электрическом обслуживании, эксплуатации и техническом обслуживании, мы знакомы с термопарами и термическим сопротивлением в основных приложениях, и разница очень необходима. Добро пожаловать, обмен знаниями электрика вместе.
Автор: Электротехника
Термистор
и его применение — 668 слов
Введение
Электрическое сопротивление — это мера противодействия прохождению электрического тока внутри проводника.Устройства, специально разработанные для обеспечения этой способности с высокой электрической важностью, называются резисторами.
Существует много типов резисторов, которые классифицируются как постоянные или переменные. Значения постоянных резисторов не меняются, поэтому фиксированы. Однако переменные резисторы меняются в зависимости от их характеристик управления. Их также называют измерителями потенциала, и они включают термисторы, реостаты и варисторы.
В этой статье исследуется рабочий механизм и применение термисторов.
Термистор: принцип работы
Термисторы — это особый вид переменных резисторов, сопротивление которых изменяется при изменении температуры i.е. изменение тепловой температуры приводит к изменению значения сопротивления (Fraden 532). Это изменение можно интерпретировать или преобразовать в электрические сигналы. Это основной принцип работы всех термисторов
Термисторы классифицируются как электронные датчики температуры, потому что они обнаруживают изменения температуры в пределах своего диапазона применения или окружающей среды и отправляют необходимые сигналы в указанной схеме. Их типичные значения температуры находятся в диапазоне от -40 до 200 ⁰ C, а рабочее сопротивление — в диапазоне кВт (Fraden 532).
Основные характеристики, которые следует учитывать при использовании термистора, включают его температурную кривую сопротивления, номинальное значение сопротивления, допуск сопротивления и лучший допуск. Допущение любого из этих факторов может привести к повреждению термистора.
Уравнения термистора ниже показывают некоторые отношения, которые могут влиять на принцип работы термистора:
R = R ₀ exp β (1 / T-1 / T ₀) и P = C (T ₂ -T ₁),
Где T, T ₀ — температуры окружающей среды; R, R ₀ — соответствующие сопротивления, β — постоянная величина, а для рассеиваемой мощности P, C — постоянная теплового рассеяния (Padmanabhan 426).
Типы термисторов
Термисторы могут иметь отрицательный температурный коэффициент, NTC или положительный температурный коэффициент, PTC. Для термистора NTC сопротивление уменьшается пропорционально температуре, а для термистора PTC сопротивление увеличивается пропорционально температуре.
Большинство термисторов NTC изготовлены из оксидов металлов. Оксиды превращаются в порошок и сжимаются в присутствии тепла. Однако некоторые термисторы NTC просто кристаллизуются из полупроводников.Термисторы PTC изготавливаются путем введения небольшого количества полупроводников в поликристаллическую керамику (Fraden 539).
Применение термистора
Релейные цепи
Термисторы PTC используются для регулирования температуры печи с цифровым управлением. Принцип работы основан на способности термистора преобразовывать тепловые сигналы в электрические сигналы и на схеме компаратора для сравнения сравниваемых напряжений (Padmanabhan 219).
Сопротивление термистора увеличивается с увеличением температуры печи.При определенной критической температуре компаратор не сможет выдать сигнал для поддержания включенного состояния цепи. Таким образом, вторичный контур отопления автоматически отключается.
Аккумуляторные блоки
Некоторые аккумуляторы могут заряжаться при любых естественных температурах, а другие — нет. Это не должно быть проблемой для конечного потребителя-пользователя. Кроме того, аккумуляторные батареи необходимо контролировать и защищать во время зарядки. Поэтому производители установили схемы интеллектуального проектирования, которые работают под термистором NTC.
Термистор NTC используется для поддержания диапазона температуры окружающей среды для оптимальной работы систем зарядки или для быстрой зарядки аккумулятора. Во время цикла зарядки, продолжающегося от 5 до 10 секунд, термистор NTC измеряет, может ли батарея обнаруживать изменения в повышении температуры батареи и может быть защищена от аномальной зарядки. Чтобы определить оставшийся заряд во время разряда, NTC выполняет температурную компенсацию для арифметических расчетов напряжения.
Тепловые вентиляторы
В этом типе настройки термистор определяет, когда температура превышает определенный предварительно установленный предел.При превышении этой критической температуры вентилятор включается и работает до достижения порогового значения, затем выключается.
Схема предполагает использование TRIAC в качестве переключателя. TRIAC включается только тогда, когда напряжение затвора превышает внутренний ток триггера. TRIAC будет продолжать работу до тех пор, пока сохраняется внутренний ток триггера. Вентиляторы сетевого напряжения работают на AC
Другое приложение
Другие приложения включают расходомер, цепи отклонения телевизора, цепи задержки времени и вакуумметры.
Цитированные работы
Fraden, Jacob. Справочник по современным датчикам: физика, конструкция и приложения . Лондон: Springer, 2010. печать.
Падманабхан, Таттамангалам. Промышленные приборы: принципы и конструкция. Лондон: Springer, 2000. печать.
Этот отчет о термисторе и его применении был написан и отправлен вашим однокурсником. Вы можете использовать его в исследовательских и справочных целях, чтобы написать свою статью; однако вы должны процитировать его соответственно.