Термодатчики делятся на термопары и термосопро­тивления. Термопары являются датчиками температуры генераторного типа. Они преобразуют тепловую энергию в э.д.с. Термосопротивления преобразуют изменения тем­пературы в изменение сопротивления.

Термопара состоит из двух разнородных проводни­ков, концы которых спаяны между собой. При различ­ной температуре точек соединения в цепи термопары появляется термо-э.д.с., тем большая, чем больше раз­ность температур ее концов.

Проводники, из которых составляется термопара, называются термоэлектродами. Термоэлектроды изго­товляются из металлов и их сплавов. Металлы: медь, железо, никель, платина. Сплавы: хромель (90% нике­ля и 10% хрома), алюмель (95% никеля, остальное — алюминий, кремний и магний), копель (43,5% никеля и 56,5% меди), нихром и др.

Термоэлектроды можно разделить на термоположи­тельные и термоотрицательные.

Термоположительным называется термоэлектрод, на котором при нагревании в соединении его с химически чистой платиной, образуется положительный потенци­ал по отношению к платине.

Термоотрицательным называется термоэлектрод, на котором при тех же условиях образуется отрицательный потенциал по отношению к платине. Например, при сое­динении меди с платиной при температуре рабочего кон­ца — 100°С и свободного конца /2==0°С на меди обра­зуется по отношению к платине потенциал Е м..п = = +0,76лш. Присоединении константанас платиной при тех же температурах на константа не образуется по от­ношению к платине потенциал £к.п =—3,4 мв. С целью получения максимального значения термо-э.д.с. обычно соединяют положительный и отрицательный термоэлек­троды. Например, при соединении меди и константана при указанных выше температурах потенциал на меди по отношению к константану определяется как Ем.к = = Ь м.п —Ен.и =-+0,76—(—3,4) =+4,16 мв.

При использовании термопары в качестве датчика ее предварительно градуируют, т. е. определяют зави­симость э. д. с. от температуры рабочего конца при оп­ределенной температуре свободного конца, обычно рав­ной 0 или 20°С. При эксплуатации термопары темпера­тура свободного конца должна поддерживаться строго постоянной, равной градуировочной.

Для сравнительной оценки различных термопар ни­же приводятся значения их термо-э.д.с. на 1°С.

Термопара                                    Термо-э.д е., мв/град

Хромель — алюмель                                   420

Хромель—-копель                                       620

Железо — константан                                   53

Манганин — константан                               50

Никель — железо                                          34

Серебро — платина                                      12

Медь — манганин                                        1,5

Термосопротивлениями называются сопротивления, выполненные из металлов или полупроводников, свой­ства которых зависят от температуры.

Металлические термосопротивления изготовляются из чистых металлов: меди, железа, никеля и платины. Используются они для измерения температуры от — 120°С и ниже до +500°С. Эти приборы называются также проволочные термометры сопротивления и пред­ставляют собой намотанный на каркас из слюды, квар­ца или фарфора тонкий металлический провод диамет­ром 0,04—0,08 мм. Каркас заключен в защитный метал­лический чехол.

Проволочные термосопротивления включаются в пле­чи сбалансированного моста. При изменении темпера­туры, воздействующей на датчик, изменяется его сопро­тивление, нарушается балансировка моста и срабаты­вает специальное устройство, показывающее или сигна­лизирующее изменение температуры.

Полупроводниковые термосопротивления, называе­мые термисторами, изготовляются обычно из окислов металлов (окиси меди, никеля, марганца, кобальта, магния, титана, урана и т. д.). Окиси в порошкообраз­ном виде спрессовываются или спекаются. Сопротивле­ние полупроводников в отличие от металлов уменьша­ется при увеличении температуры, т. е. они имеют от­рицательный температурный коэффициент электросо­противления.

Чувствительность полупроводниковых термосопро­тивлений к изменению температуры значительно выше, чем металлических. Сопротивления меди и платины при нагреве от 0 до 100°С возрастают приблизительно на 40%, а сопротивление полупроводника уменьшается и 20—25 раз и более. Полупроводниковые термосопротии- ления имеют при температуре 20°С сопротивление от сотен ом до сотен тысяч ом. Они могут работать при температурах от — 100°С и ниже до +400°С и выше.

Промышленностью выпускаются различные типы термосопротивлений, предназначенных для измерения и регулирования температур (таблица 39).

Прежде чем приступить к практическим занятиям по данной теме, руководителю необходимо так спланиро­вать работу, чтобы члены кружка как можно больше времени уделили именно практике, так как в этом слу­чае материал темы будет усвоен ими наиболее полно. Тематика практических работ предполагает постройку приборов с применением термодатчиков. К ним относят­ся различные конструкции электронных термометров, термосигнализаторов, автоматов для поддержания за­данной температуры в аквариуме, холодильнике, тер­мостате и т. д.

Таблица 39

Термосопротивления для измерения и регулирования температур

Обозна­чение

Диапазон номинальных величин сопротивлений, ом

ткс, %/°с

Рабочая темпера­тура, °С

Максимально допустимая мощность, вт

ММТ-1

(1 -200). Юз

— (2,4

-3,4)

От 0 до +120

0,4

ММТ-4

(1 -200). 103

— (2,4

-3,4)

От 0 до +120

0,4

ММТ-6

(10 f 100). Ю3

— (2,4-

-3,4)

От 0 до +120

0,05

ММТ-8

1—1000

— (2,4

- 3,2)

От —40 до + 60

MMT-9

10—5000

— (2,4-

- 3,4)

От —60 до +120

ММТ-12

4,7—1000

—2,4

 

От—40 до +120

ММТ-13

10—2400

— (2,4 -

-3,2)

От—60 до +120

КМТ-1

(20 v 1000), Юз

— (4,5

-6,0)

От 0 до +180

0,8

КМТ-4

(20-И000).Юз

— (4,5

— 6,0)

От 0 до + 120

0,8

КМТ-8

(0,1 -10).103

— (4,2-

- 5,0)

От —40 до +60

КМТ-10

(0,1-3) . 10б

— (4,5

— 6,0)

От 0 до + 120

0,25

кмт-п

(01-3) . 106

— (4,5

-—6,0)

От 0 до + 120

0,25

КМТ-12

(0,1 - 10).103

— (4,2

-—5,0)

От—40 до +120

В качестве источников схем рекомендуется воспользоваться сле­дующими материалами.

  1. «Радио», № 1, 1968. Медицинский транзисторный термометр, стр. 51. Прибор позволяет не более, чем за 5 сек. измерить темпе­ратуру пациента с погрешностью ±0,05°С.
  2. «Радио», № 1, 1970. Электронный термометр, стр. 59. Схема прибора построена на основе симметричного мультивибратора.
  3. «Радио», № 10, 1970. Простые терморегуляторы стр. 59. При­ведены схемы двух терморегуляторов, имеющих столь малые раз­меры, что их можно целиком поместить внутри отсека, температу­ру которого нужно поддерживать постоянной.        
  4. «Радио», № 2, 1971. Терморегулятор, стр. 53. Устройство по­зволяет поддерживать определенную температуру с точностью до ±0,5°С.
  5. «Моделист-конструктор», № 7, 1970. «Вдох—выдох». Устрой­ство предназначено для передачи на расстояние данных о частоте дыхания человека.
  6. «Моделист-конструктор», № 8, 1971. Регулятор для аквариу­ма, стр. 47. Электронный регулятор позволяет поддерживать посто­янную температуру в аквариуме объемом до 70 л.
  7. В. Г. Борисов, Ю. М. Отряшенков Юный радиолюбитель. М.—Л., «Энергия», 1966. Автоматика аквариума, стр. 447.
|
Copyright © 2020 Профессиональный педагог. All Rights Reserved. Разработчик APITEC
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top