Vastuslämpömittari

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 7. kesäkuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 20 muokkausta .

Resistanssilämpömittari - elektroninen komponentti , anturi, joka on suunniteltu mittaamaan lämpötilaa .

Toimintaperiaate perustuu metallien , metalliseosten ja puolijohdemateriaalien sähkövastuksen riippuvuuteen lämpötilasta [1] .

Puolijohdemateriaalien resistiivisenä elementtinä käytettynä sitä kutsutaan yleensä lämpöresistanssiksi, termistoriksi tai termistoriksi [2] .

Metallivastuslämpömittari

Se on vastus, joka on valmistettu metallilangasta tai metallikalvosta dielektrisellä alustalla ja jonka sähköisen vastuksen tunnettu riippuvuus lämpötilasta.

Tarkimmat ja yleisimmät vastuslämpömittarit ovat platinalämpömittarit . Tämä johtuu siitä, että platinalla on vakaa ja hyvin tutkittu kestävyyden riippuvuus lämpötilasta, eikä se hapetu ilmassa, mikä varmistaa niiden korkean tarkkuuden ja toistettavuuden. Vertailulämpömittarit on valmistettu erittäin puhtaasta platinasta, jonka lämpötilakerroin on 0,003925 1/ K 0 °C:ssa.

Kuparin ja nikkelin kestävyysmittareita käytetään myös työskentelymittausvälineinä. Käyttövastuslämpömittareiden tekniset vaatimukset on määritelty standardissa GOST 6651-2009 (Valtiojärjestelmä mittausten tasaisuuden varmistamiseksi. Platinasta, kuparista ja nikkelistä valmistetut resistanssilämpömuuntimet. Yleiset tekniset vaatimukset ja testausmenetelmät). Standardi sisältää alueita, toleranssiluokkia, staattisten ominaisuuksien taulukoita (SSH) ja vakioresistanssi-lämpötilasuhteita. GOST 6651-2009 on kansainvälisen standardin IEC 60751 (2008) mukainen. Näissä standardeissa, toisin kuin aikaisemmissa olemassa olevissa standardeissa, nimellisvastuksia normaaleissa olosuhteissa ei ole standardoitu. Valmistetun lämpövastuksen alkuresistanssi voi olla mielivaltainen tietyllä toleranssilla.

Teollisilla platinavastuslämpömittareilla katsotaan useimmissa tapauksissa olevan standardi vastus-lämpötilasuhde (RTC), joka antaa virheen enintään 0,1 ° C (lämmönkestoluokka AA 0 ° C:ssa).

Substraatille kerrostetun metallikalvon muodossa valmistetut vastuslämpömittarit erottuvat lisääntyneestä tärinänkestävyydestä, mutta pienemmästä käyttölämpötila-alueesta. Maksimialue, jolle platinalämpömittarien toleranssiluokat vahvistetaan lanka-anturielementeille, on 660 °C (luokka C), kalvoille - 600 °C (luokka C).

Termistorit

Termistori on puolijohdevastus, jonka sähkövastus riippuu lämpötilasta. Termistoreille on ominaista suuri lämpötilavastuskerroin , laitteen yksinkertaisuus, kyky työskennellä erilaisissa ilmasto-olosuhteissa merkittävillä mekaanisilla kuormituksilla ja ominaisuuksien vakaus ajan myötä. Ne voivat olla melko pieniä, mikä on välttämätöntä pienten esineiden lämpötilan mittaamiseksi ja mittauksen vasteajan lyhentämiseksi. Tyypillisesti termistoreilla on negatiivinen lämpötilavastuskerroin, toisin kuin useimmat metallit ja metalliseokset. PTC - niillä on positiivinen lämpötilavastuskerroin, eli lämpötilan noustessa myös vastus kasvaa. [3]

Platinan lämpövastuksen resistanssin riippuvuus lämpötilasta

Teollisissa platinavastuslämpömittareissa käytetään Callendar-Van Dusen -yhtälöä ( en ) tunnetuilla kertoimilla, jotka on kokeellisesti määritetty ja normalisoitu DIN EN 60751-2009:ssä (GOST 6651-2009):

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

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

tässä on vastus °C:n lämpötilassa,

R_{T}

T

R_{0}

kestävyys 0 °C:ssa,

A, B, C

- kertoimet - standardilla normalisoidut vakiot:

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

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

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

Koska kertoimet ja ovat suhteellisen pieniä, vastus kasvaa lähes lineaarisesti lämpötilan noustessa. $B$ $C$

Parannetun tarkkuuden platinalämpömittareille ja vertailulämpömittareille suoritetaan yksilöllinen kalibrointi useissa lämpötilan vertailupisteissä ja määritetään edellä mainitun riippuvuuden yksittäiset kertoimet [4] .

Vastuslämpömittarien liittäminen sähköiseen mittauspiiriin

Anturin sisällyttämiseksi mittauspiiriin on kolme järjestelmää:

2-johtoinen.

Yksinkertaisimman vastuslämpömittarin kytkentäkaaviossa käytetään kahta johtoa. Tätä menetelmää käytetään, kun suurta mittaustarkkuutta ei vaadita. Mittaustarkkuutta heikentää liitäntäjohtojen resistanssi, joka summautuu lämpömittarin omaan resistanssiin ja johtaa lisävirheeseen. Tämä järjestelmä ei koske A- ja AA-luokan lämpömittareita.

3-johtoinen.

Tämä kaavio tarjoaa paljon tarkempia mittauksia, koska on mahdollista mitata johtojen resistanssi erillisessä kokeessa ja ottaa huomioon niiden vaikutus anturin resistanssin mittaustarkkuuteen.

4-johtoinen.

Se on tarkin mittauskaavio, joka eliminoi kokonaan lyijyjohtojen vaikutuksen mittaustulokseen. Tässä tapauksessa kaksi johdinta syöttävät virtaa termistoriin ja kahdella muulla, joissa virta on nolla, mitataan sen jännite. Tämän ratkaisun haittana on käytettyjen johtojen määrän, tuotteen kustannusten ja mittojen kasvu. Tätä järjestelmää ei voi käyttää nelihaaraisessa Wheatstone-sillassa .

Teollisuudessa yleisin on kolmijohtiminen piiri. Tarkkoihin ja vertailumittauksiin käytetään vain nelijohtimista piiriä.

Resistanssilämpömittarien edut ja haitat

Resistanssilämpömittarien edut

Suuri mittaustarkkuus (yleensä parempi kuin ±1 °C), voi nousta jopa 13 °C:n tuhannesosaan (0,013).
Mahdollisuus eliminoida tietoliikennelinjojen vastuksen muutosten vaikutus mittaustulokseen käytettäessä 3- tai 4-johtimista mittauskaaviota.
Melkein lineaarinen.

Vastuslämpömittarien haitat

Suhteellisen lyhyt mittausalue (verrattuna lämpöpareihin )
Kallis (verrattuna epäjalometallitermopareihin , TSP-tyyppisille platinavastuslämpömittareille) .
Anturin läpi kulkevan virran säätämiseen tarvitaan lisävirtalähde.

Joidenkin vastuslämpömittarien vastustaulukko

Vastus ohmeina (Ω)

Lämpötila °C	Pt100	Pt1000	Saksan kieli PTC	Saksan kieli NTC	NTC	NTC	NTC	NTC
	Tyyppi: 404	Tyyppi: 501	Tyyppi: 201	Tyyppi: 101	Tyyppi: 102	Tyyppi: 103	Tyyppi: 104	Tyyppi: 105
−50	80,31	803.1	1032
−45	82,29	822,9	1084
−40	84,27	842,7	1135			50475
−35	86,25	862,5	1191			36405
-30	88.22	882.2	1246			26550
−25	90,19	901.9	1306		26083	19560
−20	92.16	921,6	1366		19414	14560
−15	94.12	941.2	1430		14596	10943
−10	96.09	960,9	1493		11066	8299
−5	98.04	980.4	1561	31389	8466
0	100.00	1000,0	1628	23868	6536
5	101,95	1019.5	1700	18299	5078
kymmenen	103,90	1039,0	1771	14130	3986
viisitoista	105,85	1058,5	1847	10998
kaksikymmentä	107,79	1077,9	1922	8618
25	109,73	1097,3	2000	6800			15 000
kolmekymmentä	111,67	1116,7	2080	5401			11933
35	113,61	1136.1	2162	4317			9522
40	115,54	1155,4	2244	3471			7657
45	117,47	1174,7	2330				6194
viisikymmentä	119.40	1194,0	2415				5039
55	121,32	1213.2	2505				4299	27475
60	123,24	1232.4	2595				3756	22590
65	125.16	1251,6	2689					18668
70	127.07	1270,7	2782					15052
75	128,98	1289,8	2880					12932
80	130,89	1308,9	2977					10837
85	132,80	1328,0	3079					9121
90	134,70	1347,0	3180					7708
95	136,60	1366,0	3285					6539
100	138,50	1385,0	3390
105	140,39	1403,9
110	142,29	1422,9
150	157,31	1573.1
200	175,84	1758.4

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Päätoimittaja A. M. Prokhorov. Resistanssilämpömittari // Fyysinen tietosanakirja. - Neuvostoliiton tietosanakirja . - M. , 1983. (Venäjän kieli)
↑ Termistori // Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia : [30 nidettä] / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
↑ Resistanssilämpömittari: toimintaperiaate, GOST. . (määrätön)
↑ Temperatures.ru . Haettu 26. toukokuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 25. toukokuuta 2009. (määrätön)

Linkit

Online-laskin "Resistance lämpömittari" muuntaa lämpötilan Rt

Sanakirjat ja tietosanakirjat	iso kiinalainen Hienoa norjalaista Britannica (verkossa) Britannica (verkossa)