Обзор металлических терморезистивных датчиков | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №28 (266) июль 2019 г.

Дата публикации: 13.07.2019

Статья просмотрена: 211 раз

Библиографическое описание:

Жуковский, П. А. Обзор металлических терморезистивных датчиков / П. А. Жуковский, М. К. Авсеенок. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 28 (266). — С. 30-31. — URL: https://moluch.ru/archive/266/61588/ (дата обращения: 09.03.2021).



Множество промышленных отраслей зависят от температуры окружающей среды. Измерение температуры среды имеет важную роль в процессе производства. Так как среда производства может состоять из жидкости, газа, сыпучего порошка, твердой поверхности и т. п., то и измерение температуры имеет свою особенность. Существует множество датчиков температуры, построенных с использованием различных физических законов. Одни из них прекрасно справляются с конкретной задачей по измерению температуры, другие предназначены для универсального использования. В данной статье описаны датчики на основе металлических термисторов.

Ключевые слова: терморезистор, термистор, температурный коэффициент сопротивления.

Терморезистивные датчики характеризуются своей чувствительностью к изменению температуры, из-за чего изменяют свое электрическое сопротивление. Бывает два типа терморезистивных датчика, с положительным PTC и с отрицательным NTC коэффициентом сопротивления (PTC от слов «Positive temperature coefficient”, характеризуется повышение сопротивления с повышением температуры; NTC от слов «Negative temperature coefficient”, характеризуется снижением сопротивления с повышением температуры и увеличением сопротивления при ее понижении, этот параметр отталкивается от базового сопротивления при комнатной температуре). Такие датчики применяются для измерения физических величин, например скорости, температуры, плотности вакуума, концентрации и т. п. в диапазоне температур от -250 до + 1000°С. Терморезисторы в основном изготавливаются из платины, железа, меди, никеля. Сплавы металлов не используются, так как нарушаются характеристики стабильности при добавлении примеси в чистый металл [1, с. 115].

К недостаткам можно отнести высокую нелинейность термисторов, позволяющую их использовать в узком температурном диапазоне. Использование термисторов так же ограничено в диапазоне низких температур. Для проведения измерений обычно используют резистивный мост, в котором 2 обычных резистора и 2 терморезистивных датчика, изменяя температуру на термисторах можно получить зависимость. Пример измерительной схемы на Рисунке 1.

Рис. 1. Мост Уитстона

Форма терморезистора может напоминать: плоскую пластину, диск, стержень, шайбу, трубку, бусинку, цилиндр. Так же терморезисторы классифицируются по числу градусов (Таблица 1).

Таблица 1

Классификация терморезисторов по температурным параметрам

Наименование

Значение(в Кельвинах)

Сверх высокотемпературные

от 900…1300

Высокотемпературные

от 570…899

Среднетемпературные

от 170…510

Низкотемпературные

до 170

Металл или сплав, из которого сделан терморезистор имеет свой температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Температурный коэффициент сопротивления показывает зависимость электрического сопротивления от температуры вещества, измеряется в 1/К (кельвин в степени -1). Коэффициент с обратным знаком называют ТКП (температурный коэффициент проводимости). Ниже приведена таблица с ТКС разных веществ [2].

Таблица 2

Температурный коэффициент сопротивления различных веществ

Металл, сплав.

t, °C

a, ×

Серебро

0

4,033

Медь

20

4,30

Золото

0

4,5

Алюминий

20

4,2

Вольфрам

20

4,6

Железо

20

6,51

Свинец

20

3,66

Никелин

20

0,02

Никель

20

6,00

Нихром

18

0,2

Выбор терморезистора определяется несколькими показателями: габаритами, статической и температурной ВАХ (вольт-амперная характеристика), ТКС, номинальным сопротивлением, по максимальной мощности и температуре, интервалом рабочей температуры (прибор работает длительное время без погрешностей и повреждений).

В основном терморезистивные датчики используются для прецизионного измерения температуры в бытовой и промышленной электронике, автомобильных системах, защите телекоммуникационных линий, системах освещения.

Литература:

  1. Мэклин Э. Д. Терморезисторы: Пер. с англ. / Под общей редакцией К. И. Мартюшова. — М.: Радио и связь, 1983. — 208 с.
  2. Терморезистивные датчики // Датчики и сенсоры онлайн журнал Практика использования, теоретические основы и современные тенденции. URL: http://datchikisensor.narod.ru/0128.html (дата обращения: 11.04.2019).
Основные термины (генерируются автоматически): NTC, PTC, температурный коэффициент сопротивления, датчик, измерение температуры, повышение температуры, температура, электрическое сопротивление.


Ключевые слова

терморезистор, термистор, температурный коэффициент сопротивления

Похожие статьи

Применение емкостного датчика для определения температуры...

Время измерения температуры электронным термометром относительно небольшое − 30–60 секунд. Принцип работы электронных термометров основан на изменении сопротивления проводника (платина, медь или никель) или терморезистора при изменении температуры...

Усовершенствованный метод измерения температуры

Опишем принцип измерения высокой температуры низкотемпературными датчиками. В своем «классическом» варианте [1] он носит название метода трех точек на кривой нагрева датчика температуры.

Исследование электрических свойств композитного углеродного...

При измерении электрического сопротивления образца, закрепленного консольно, он подвергался

Можно предположить, что в диапазоне температур 20¸60 оС электрическое сопротивление КМ зависит от свойств самих УН, при более высоких температурах — от...

Микроконтроллерный измеритель высоких температур

В качестве датчиков температуры удобнее всего использовать наиболее

В дальнейшем, при построении схемы и алгоритма работы программы для измерения температуры

Полная электрическая принципиальная схема такого термометра вместе с адаптером для СОМ-порта...

Анализ метода измерения температуры электролита...

Значения температуры были получены путем перевода значения сопротивления по тарировочной таблице, которая поставляется совместно с датчиками температуры. В ходе работы произведено более 60 измерений, после чего по полученным данным был построен...

Определение технических характеристик термоэлектрического...

Т — температуры, К; — средний коэффициент теплопроводности термоэлектрического генераторного модуля с учетом дополнительных горячей и

Применяемые в рассматриваемых уравнениях, коэффициенты теплоотдачи от горячего и к холодному теплоносителю зависят от...

Контроль технологических параметров при производстве изделий...

Датчик температуры — это устройство, непосредственно принимающее, преобразующее измеряемую величину в сигнал для последующей передачи его на приборы или управляющее воздействие. Датчик предназначен для измерения температуры в системах автоматического...

Идентификация теплонапряженного состояния конструкции...

На Уфимской ТЭЦ–2 для измерения температуры используются термопары, термометры сопротивления. Параметр «Температура металла паропровода» и «Температура металла паровпуска верха ЦВД» измеряли с помощью термопары ХА (Хромель-Алюмель).

Разработка высокочувствительного сенсора температуры на...

С целью создания на основе кремния датчика температуры, способного измерять более

Оценка концентрации электрически активных атомов, проведенная с помощью

Рабочая характеристика датчика также зависит от удельного сопротивления исходного кремния, т. е...

Похожие статьи

Применение емкостного датчика для определения температуры...

Время измерения температуры электронным термометром относительно небольшое − 30–60 секунд. Принцип работы электронных термометров основан на изменении сопротивления проводника (платина, медь или никель) или терморезистора при изменении температуры...

Усовершенствованный метод измерения температуры

Опишем принцип измерения высокой температуры низкотемпературными датчиками. В своем «классическом» варианте [1] он носит название метода трех точек на кривой нагрева датчика температуры.

Исследование электрических свойств композитного углеродного...

При измерении электрического сопротивления образца, закрепленного консольно, он подвергался

Можно предположить, что в диапазоне температур 20¸60 оС электрическое сопротивление КМ зависит от свойств самих УН, при более высоких температурах — от...

Микроконтроллерный измеритель высоких температур

В качестве датчиков температуры удобнее всего использовать наиболее

В дальнейшем, при построении схемы и алгоритма работы программы для измерения температуры

Полная электрическая принципиальная схема такого термометра вместе с адаптером для СОМ-порта...

Анализ метода измерения температуры электролита...

Значения температуры были получены путем перевода значения сопротивления по тарировочной таблице, которая поставляется совместно с датчиками температуры. В ходе работы произведено более 60 измерений, после чего по полученным данным был построен...

Определение технических характеристик термоэлектрического...

Т — температуры, К; — средний коэффициент теплопроводности термоэлектрического генераторного модуля с учетом дополнительных горячей и

Применяемые в рассматриваемых уравнениях, коэффициенты теплоотдачи от горячего и к холодному теплоносителю зависят от...

Контроль технологических параметров при производстве изделий...

Датчик температуры — это устройство, непосредственно принимающее, преобразующее измеряемую величину в сигнал для последующей передачи его на приборы или управляющее воздействие. Датчик предназначен для измерения температуры в системах автоматического...

Идентификация теплонапряженного состояния конструкции...

На Уфимской ТЭЦ–2 для измерения температуры используются термопары, термометры сопротивления. Параметр «Температура металла паропровода» и «Температура металла паровпуска верха ЦВД» измеряли с помощью термопары ХА (Хромель-Алюмель).

Разработка высокочувствительного сенсора температуры на...

С целью создания на основе кремния датчика температуры, способного измерять более

Оценка концентрации электрически активных атомов, проведенная с помощью

Рабочая характеристика датчика также зависит от удельного сопротивления исходного кремния, т. е...

Задать вопрос