Навигация
1.3 Термометри опору
Термометри опору – прилади для вимірювання температури, дія яких основана на зміні електричного опору металів і напівпровідників від зміни температури. Термометри опору складаються із термоперетворювача (терморезистора або як і ще їх називають термістора), защитного чохла і з’єднувальної головки. Чутливий елемент металевого термометра опору являє собою обмотку на теплостійкому ізольованому каркасі із тонкої мідної, платинової, вольфрамової або молібденової проволки.
Діапазон вимірювання температур металевих термометрів опору типу ТСП від мінус 200 до плюс 650 оС, а типу ТСМ від мінус 50 до плюс 180 оС.
Чутливий елемент напівпровідникового термометрів опору виконаний у вигляді шайби або бусинки із напівпровідникового металу (мідно-маргенцеві, кобальто-маргенцеві порошки з добавками). Наприклад, КМТ-14, ТР-9, СТ1-19.
Термометри опору частіше всього включають в зрівноважену мостову схему (рисунок 1.2).
 | |||
| |||
Рисунок 1.2 – Мостова схема включення термометра опору
Зрівноваження моста здійснюється за допомогою потенціометра R, шкала якого проградуйована в значеннях температури. При вимірюванні, потенціомет-ром R добиваються нульового положення гальванометра, яке наступить в момент рівноваги мостової схеми
Rt · R2 = R · R1 . (1.1)
Недоліком одинарної мостової схеми є додаткова похибка, яка вноситься опорами провідників, якими термометр опору підключається до мостової схеми.
При зміні температури навколишнього середовища змінюється і опір цих провідників, що не дає можливості компенсувати вказану похибку. Для зниження цієї похибки використовують трипровідну схему підключення термометрів опору. В цьому випадку опори проводів виявляються не в одному, а в різних плечах моста і тому їх вплив суттєво зменшується. При симетрії моста їх опори віднімаються.
1.4 П’єзоелектричні термоперетворювачі
Принцип дії п’єзоелектричних перетворювачів грунтується на явищі п’єзо-електричного ефекту. Якщо на грані діалектрика діє механічна напруга Р, то на них утворюються електричні заряди. Це явище називають прямим п’єзоефектом. Якщо на грані діалектрика діє зовнішне електричне поле, то діалектрик нако-пичує механічну деформацію; це явище називається зворотнім п’єзоефектом.
Відповідні термоперетворювачі засновані на використанні прямого п’єзо-електричного ефекту, що полягає у виникненні електричних зарядів на поверхні деяких кристалів (кварцу, сегнетової солі та ін.) під дією механічних напруг [4].
При вимірюванні температури, знаходять застосування п’єзорезонатори, в яких використовується одночасно прямий і зворотний п’єзоефекти. Останній полягає в тому, що якщо на електроди перетворювача подати змінну напругу, то в п’єзочутливому елементі (пластині) виникнуть механічні коливання, частота яких fp (резонансна частота) залежить від товщини пластини, модуля упругості, густини її матеріалу. При включенні такого перетворювача в резонансний контур генератора частоти, частота генерованих електричних коливань ftбуде зале-жати від температури.
З урахуванням вище сказанного, можна записати рівняння перетворення п’єзоелектричного термоперетворювача
ft= fp+ S tx, (1.2)
де fp– частота генерованих коливань при температурі t = 0 oC складає в середньому 1 кГц;
S – чутливість термоперетворювача, яка може досягати 1000 Гц/К;
t – вимірювана температура.
Таким чином можна навести якісну статичну характеристику п’єзоелект-ричного термоперетворювача (рисунок 1.3).
Вказані п’єзоелектричні термоперетворювачі можуть функціонувати в широкому діапазоні температур, мають порівняно високу точність, що пояснюється високою стабільністю параметрів перетворювача і високими метро-логічними характеристиками вимірювачів частоти.
До того ж п’єзоелектричні термоперетворювачі в порівнянні з термо-метрами опору і термопарами мають високу швидкодію (до кількох вимірів за секунду). Тоді як інерційність останніх складає десятки секунд.
Рисунок 1.3 – Якісна статична характеристика п’єзоелектричного термоперетворювача
Недоліком таких перетворювачів є обмежена взаємозамінюваність, що пояснюється розкидом параметрів f0 i S. Враховуючи сказане та умову курсової роботи виберемо для побудови цифрового термометра п’єзоелектричний вимірювальний термоперетворювач. Оскільки вихідною величиною п’єзоелектричного термоперетворювача є частота, а вказаний діапазон температур (300 – 2100 К) визиває високу частоту коливань, то в якості аналого-цифрового перетворювача (АЦП) доцільно вибрати цифровий частотомір середніх значень.
Похожие работы
... є нелінійною (рисунок 2.3). d d =F(Ux). Ux Рисунок 2.3 – Залежність похибки квантування від вхідної величини 3 РОЗРОБКА ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА Виходячи з аналітичного огляду вимірювальних перетворювачів температури (див.розділ 1) та умови завдання на розробку (точність вимі ...
... як специфічністю послуг як товару, так і вельми широким спектром самих послуг як предмета міжнародної торгівлі. По-четверте, не виявлено фірм, які б мали цілком стандартизований міжнародний комплекс маркетингу. Тож можна стверджувати, що поділ комплексів на адаптовані та стандартизовані є суто теоретичним: на сьогодні маркетингові комплекси міжнародних фірм є комбінованими, такими, що поєднують ...
... чено раніше, якщо вибрати правильний напрямок поширення хвилі, можна створити бездротової датчик температури. Середовище поширення міняється разом з температурою, впливаючи на дані на виході. Нижче наведені деякі найбільш загальні способи застосування датчиків акустичних хвиль. Термодатчик будується на термозалежності швидкості поверхневих хвиль, яка визначається напрямком і типом кристалічного ...
... радіоактивні ізотопи (цезій, стронцій); мікотоксини (афлатоксин В1, М1, патулін, охратоксини тощо); антибіотики; залишки мийних та дезінфікувальних засобів. Маючи на меті виробництво безпечних харчових продуктів необхідно знати шляхи контамінації продовольчої сировини та готової продукції шкідливими речовинами та загальні принципи профілактики. Основними шляхами забруднення сировини та харчових ...
0 комментариев