Modstand termometer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. juni 2017; checks kræver 20 redigeringer .

Modstandstermometer - en elektronisk komponent , en sensor designet til at måle temperatur .

Funktionsprincippet er baseret på afhængigheden af den elektriske modstand af metaller , legeringer og halvledermaterialer på temperatur [1] .

Når det bruges som et resistivt element i halvledermaterialer, kaldes det normalt en termisk modstand, termistor eller termistor [2] .

Metalmodstandstermometer

Det er en modstand lavet af en metaltråd eller en metalfilm på et dielektrisk substrat og med en kendt afhængighed af elektrisk modstand på temperaturen.

Den mest nøjagtige og almindelige type modstandstermometre er platintermometre . Dette skyldes det faktum, at platin har en stabil og velundersøgt afhængighed af modstand på temperatur og ikke oxiderer i luft, hvilket sikrer deres høje nøjagtighed og reproducerbarhed. Referencetermometre er lavet af højrent platin med en temperaturkoefficient på 0,003925 1/ K ved 0 °C.

Kobber- og nikkelmodstandstermometre bruges også som arbejdsmåleinstrumenter. Tekniske krav til arbejdsmodstandstermometre er fastsat i GOST 6651-2009-standarden (Statligt system til sikring af ensartethed af målinger. Modstandstermiske omformere lavet af platin, kobber og nikkel. Generelle tekniske krav og testmetoder). Standarden giver intervaller, toleranceklasser, tabeller over nominelle statiske karakteristika (SSH) og standard modstand-temperatur-forhold. GOST 6651-2009 overholder den internationale standard IEC 60751 (2008). I disse standarder, i modsætning til tidligere eksisterende standarder, er nominelle modstande under normale forhold ikke standardiserede. Den indledende modstand af den fremstillede termiske modstand kan være vilkårlig med en vis tolerance.

Industrielle platinmodstandstermometre anses i de fleste tilfælde for at have et standard modstand-temperaturforhold (RTC), som giver en fejl på højst 0,1 °C (termisk modstandsklasse AA ved 0 °C).

Modstandstermometre lavet i form af en metalfilm aflejret på et substrat er kendetegnet ved øget vibrationsmodstand, men et mindre område af driftstemperaturer. Det maksimale område, inden for hvilket toleranceklasserne for platintermometre er fastsat for ledningsfølende elementer, er 660 °C (klasse C), for film - 600 °C (klasse C).

Termistorer

Termistor er en halvledermodstand, hvis elektriske modstand afhænger af temperaturen. Termistorer er kendetegnet ved en stor modstandstemperaturkoefficient , enhedens enkelhed, evnen til at arbejde under forskellige klimatiske forhold med betydelige mekaniske belastninger og stabiliteten af egenskaber over tid. De kan være ret små, hvilket er essentielt for at måle temperaturen på små genstande og reducere målingens responstid. Typisk har termistorer en negativ temperaturkoefficient for modstand i modsætning til de fleste metaller og metallegeringer. PTC - har en positiv temperaturkoefficient for modstand, det vil sige, med stigende temperatur, øges modstanden også. [3]

Afhængighed af modstanden af en platin termisk modstand på temperatur

Til industrielle platinmodstandstermometre anvendes Callendar-Van Dusen-ligningen ( en ) med kendte koefficienter, der er eksperimentelt etableret og normaliseret i DIN EN 60751-2009 (GOST 6651-2009):

R_{T}=R_{0}\venstre[1+AT+BT^{2}+CT^{3}(T-100)\højre]\;(-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} ),

her er modstanden ved en temperatur på °C,

R_{T}

T

R_{0}

modstand ved 0 °C,

A,B,C

- koefficienter - konstanter normaliseret af standarden:

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

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

C=-4.183\ gange 10^{{-12}}\;{}^({\cirkel }}{\mathrm {C}}^{{-4}}.

Da koefficienterne og er relativt små, stiger modstanden næsten lineært med stigende temperatur. $B$ $C$

For platintermometre med øget nøjagtighed og referencetermometre udføres individuel kalibrering ved en række temperaturreferencepunkter og individuelle koefficienter for ovenstående afhængighed bestemmes [4] .

Tilslutning af modstandstermometre til et elektrisk målekredsløb

Der er 3 skemaer til at inkludere sensoren i målekredsløbet:

2-leder.

I forbindelsesdiagrammet for det enkleste modstandstermometer bruges to ledninger. Dette skema bruges, hvor høj målenøjagtighed ikke er påkrævet. Målenøjagtigheden er reduceret på grund af modstanden i forbindelsesledningerne, som opsummeres med termometrets egen modstand og fører til en yderligere fejl. Denne ordning gælder ikke for klasse A og AA termometre.

3-leder.

Denne ordning giver meget mere nøjagtige målinger på grund af det faktum, at det bliver muligt at måle modstanden af ledningstrådene i et separat eksperiment og tage hensyn til deres indflydelse på nøjagtigheden af måling af modstanden af sensoren.

4-leder.

Det er det mest nøjagtige måleskema, der fuldstændigt eliminerer indflydelsen af ledningstråde på måleresultatet. I dette tilfælde leverer to ledere strøm til termistoren, og de to andre, hvor strømmen er nul, bruges til at måle spændingen på den. Ulempen ved denne løsning er en stigning i mængden af anvendte ledninger, produktets omkostninger og dimensioner. Denne ordning kan ikke bruges i en fire-armet Wheatstone-bro .

I industrien er det mest almindelige tretrådskredsløbet. Til præcise målinger og referencemålinger anvendes kun et firelederkredsløb.

Fordele og ulemper ved modstandstermometre

Fordele ved modstandstermometre

Høj målenøjagtighed (normalt bedre end ±1 °C), kan gå op til 13 tusindedele af °C (0,013).
Mulighed for at eliminere indflydelsen af ændringer i modstanden af kommunikationslinjer på måleresultatet ved brug af et 3- eller 4-tråds måleskema.
Næsten lineær.

Ulemper ved modstandstermometre

Relativt kort måleområde (sammenlignet med termoelementer )
Dyrt (i sammenligning med termoelementer af uædle metal , til platinmodstandstermometre af TSP-typen).
Der kræves en ekstra strømforsyning for at indstille strømmen gennem sensoren.

Tabel over modstande for nogle modstandstermometre

Modstand i ohm (Ω)

Temperatur i °C	Pt100	Pt1000	tysk PTC	tysk NTC	NTC	NTC	NTC	NTC
	Type: 404	Type: 501	Type: 201	Type: 101	Type: 102	Type: 103	Type: 104	Type: 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
ti	103,90	1039,0	1771	14130	3986
femten	105,85	1058,5	1847	10998
tyve	107,79	1077,9	1922	8618
25	109,73	1097,3	2000	6800			15.000
tredive	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
halvtreds	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

Se også

Noter

↑ Chefredaktør A. M. Prokhorov. Modstandstermometer // Fysisk encyklopædisk ordbog. - Sovjetisk encyklopædi . - M. , 1983. (Russisk)
↑ Thermistor // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M . : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.
↑ Modstandstermometer: funktionsprincip, GOST. . (ubestemt)
↑ Temperatures.ru . Hentet 26. maj 2009. Arkiveret fra originalen 25. maj 2009. (ubestemt)

Links

Online lommeregner "Modstandstermometer" konverterer temperatur til Rt

Ordbøger og encyklopædier	stor kinesisk Fantastisk norsk Britannica (online) Britannica (online)