evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Гильза с выводными проводами помещается в защитный чехол (рис. 4.41,б), который представляет собой .закрытую с одного конца трубку 1. На открытом ее конце помещается клеммная головка 2. Для удобства монтажа зашнтный чехол может иметь фланец 3. При изготовлении гиатиновых терморезисторов используются более теплостойкие материалы. Основные параметры наиболее распространенных терморезисторов и обозначения их грщуировок по ГОСТ бб5184 приведены в табл. 4.2. Номинальные функции преобразования (статические характеристики) медных и платиновых терморезисторов и их погрешность определяются ГОСТ бб51-84.
Схемы вюпечения металлических тсрморезисторов. Термометр сопротивления и провода, соединяющие его со вторичным прибором, Рис. 4.42 Рис. 4.41 Рис. 4.43 Таблица 4.2 Термометры сопротиапения платиновые Термометрм сопротивления медные Сопротив- Градуи- Диапазон тп- Сопротив- Градуи- Диапазон измере- ление при ранка мерення, еС ление при розка ния, еС еС (П,) 0 С 01~) 10 „1ОП 50 5ОП 100 100П От — 200 до + 750 От — 260 до + 1000 От 260 до + 1000 10 1ОМ От -5 Оно 200 50 50М От -50до200 100 100М От -200 до 200 вйлючены последовательно. Обычно ис~вльзуются медные провода, сопротивление которых зависит от их температуры.
Температурные изменения сопротивления проводов приводят к погрешности измерения температуры. Вторичные преобразователи термометров сопротивления выполняются такими, чтобы максимально уменьпппь эту погрешность. Если требуется наибольшая точность измерения температуры, например при метрологических работах, используется компенсационная схема, приведенная на рис. 4.42.
По этой схеме применяют четырехзажимные платиновые терморезисторы. Провода 1 — 1 используются для подвода тока, а два других 2 — 2 служат для измерения падения напряжения У~ на термочуаствительной обмотке. Падение напряжения Пг измеряется с помощью потенциометра. Измеряется также падение напряжения Ц, на образцовой катушке Ке. Сопротивление терморезистора при этом равно Де1Р1е (4.146) Благодаря компенсационному методу измерения отсутствует падение напряжения на проводах, соединяющих термометр с потенциометром, и их сопротивление не влияет на результат измерения.
В менее ответственных случаях для измерения сопротивлений терморезисторов используются мосты: в лабораторной практике — с ручным уравновешиванием, в производственных условиях — автоматические. Упрощенная схема автоматического моста показана на рис. 4.43. Измерительная цепь представляет собой мост, состоящий из манганиновых резисторов Я1 — 1гЗ и терморезистора Яг. Напряжение питания моста Е.
Перемещением движка реохорда Яр добиваются уравновешивания моста. Если мост не уравновешен, напряжение измерительной диагонали усиливается и подается на реверсивиый двигатель РЛ Вал двигателя через редуктор соединен с движком реохорда и переыешает его так, чтобы напряжение разбаланса уменьшалось. Перемещение продолжается до тех пор, пока мост не будет уравновешен.
В автоматических мостах движок реохорда связан с отсчетным устройством, с записывающим устройством, регистрирующим текущие значения температуры на диаграммной бумаге, с устройством регулирования температуры, а также с устройством дистанционной передачи показаний. Погрешность автоматических мостов аналогична погрешности автоматических потенциометров. Термометр сопротивления может подключиться к мосту с помощью дну~~- или трехпроводного кабеля. Двухпроводиый кабель дешевле, однако при его использовании сопротивления обоих проводов включаются последовательно с термометром в одно плечо. Токоведушие ионы кабеля выполнены из медного провода: прн изменении температуры их сопротивление изменяется, что вносит погрешность в изме- рение.
Двухпроводный кабель используется в тех случаях, когда его температура постояннаи погрешность, обусловленная ее изменением, незначительна. При включении термометра по трехпроводной схеме (рис. 4.43) по одной жиле кабеля к термометру подводится напряжение питания. К плечам моста термометр подсоединяется с помощью двух других жнл, включенных в смежные плечи моста. Одинаковые изменения их сопротивлений практически на разбалансируют мост. Таким образом, исключается погрешность, которая могла бы быль при изменении температуры кабеля.
В качестве вторичных приборов для термометров сопротивления в промышленности применяются также логометрические приборы. Сопротивление терморезистора определяется его температурой. Последняя зависит не только от температуры окружающей среды, но и от проходящего по нему тока. Перегрев медного термометра током не должен превышать 0,4 'С, а платинового — 0,2 'С. Для этого ток не должен превосходить 10 — 1 5 мА. Полупроводниковые терморезисторы.
Чувствительный элемент ~юлупроводннкового терморезнстора — гермисгора — изготавливается из окислов разлйчных металлов: меди, кобальта, магния, марганца и др. размолотые в мелкий порошок компоненты нрессуются и спекаются в виде столбика, шарика нли шайбы. В надлежащих местах напыляются электроды и псдпанваются выводы из медной проволоки. Для предохранения от атмосферных воздействий чувствительный элемент термистора покрывиот зилнтной краской, помещают в герметизирующий металлический корпус нли запаивают в стекло.
С увеличением температуры сопротивление термтюторов уменьшается. Их функцию преобразования (рис. 4.44) обычно аппроксимируют выражением =,4 ЕЯ/т (4.147) где Вг — сопротивление термнстора при температуре Т в кельвинах; А и  — постоянные, зависящие от материала и технологии, причем А зависит, кроме того, от размеров термнстора и его формы.
Термисторы изготавливаются с номинальным сопротивлением (прн 20 С) от 1 до 200 кОм. В зависимости от типа они могут применяться для измерения температур от — 100 до 120 — 600 С.Т4х чувствительность в 6--10 раз больше, чем чувствительность металлического тер' морезистора. Кроме того, термистары имеют значительно меньшие массы и размеры. Имеются термнсторы, выполненные в виде шариков диаметром от 0,006 до 2,5 мм. ТеппоеЪ1кость таких термисторов на несколько порядков меньше, чем у метцллнческнх термореэисторов.
Малая теплоемкость обусловливает малую инерционность термнстаров. 180 Имеются термисторы с постоянной тепловой инерцией несколько миллисекунд. паа Недостатком термисторов является нелинейность функции преоб- 000 разования, большой разброс их па- 000 раметров, а также старение и неко- 700 торая нестабильность характерис- 600 тик. В течение первой недели их со- 500 противление может измениться на 1 — 1,5%, а за несколько месяцев еще на 1%.
В дальнейшем изменение сопротивления термистора происходит медленнее, не превышая 0,2% в год. 0 00 90 00 00 100 е;с Термисторы обычно включаются в схему неравновесного или автоматического моста. Приборы имеют ищ1ивидуальную градуировку, что обусловлено большим разбросом параметров и характеристик преобразователей. Ко вторичному прибору терьисторы лодсоеднпвются с помощью двухпроводного кабеля. Погрешность, вызванная изменением параметров кабеля, ничтожна, поскольку сопротивление и чувствительность термистора много больше сопротивления линии связи и ее чувствительности к изменению температурьь Термисторы применяются для измерения температуры в тех случаях, когда не требуется высокая точность, но нужно измерить температуру малых объектов, обладающих малой теплоем костью.
Они широко используются, например, в биологии. С помощью термистора, смонтированного на острие иглы, можно измерить температуру внутренних органов живого организма. Широкое применение термисторы находят в различных приборах для температурной коррекции характеристик приборов. Принцип действия и основные типы преобразователей. Фотоэлектрический преобразователь представляет собой фотозлектронный прибор (фотоэлемент) „используемый в качестве измерительного преобразователя. Имеются три типа преобразователей: преобразователи с внешним фотозффектом, с внутренним фотоэффектом и фотогальванические преобразователи.
Наибольшее применение нашли пРеобразователи двух последних типов. К преобразователям с внешним фогоэ4фектом относятся вакуумные и газонаполненные фотозлементы и фотозлектронные умножите- 181 Рис. 4.45 ли. Вакуумные фотоэлементы состоят из вакуумированной стеклянной колбы, содержащей два электрода: анод и катод. При освещении фотокатода под влиянием фотонов света он эмитирует электроны. Если между анодом и фотокатодом приложено напряжение, то эти электроны образуют электрический ток; поскольку он вызван фотонами, его называют фатогоком. Для фотоэмиссин электронов необходимо, чтобы энергия фотона Е = ий, где и — частота света; л — постоянная Планка, была больше работы выхода электронов Ф, характерной для данного материала фотокатода, Частота игр = ф/л называется красной границей фотоэффекта, а соответствующая ее длина волны Хгр = с/игр, где с — скорость света, — длинноволновым порогом фотоэффекта. Если Х ) Хгр, то никакая интенсивность света не может вызвать фотоэфф ект.
Газонаполнеиный фотоэлемент аналогичен вакуумному, но имеет определенное газовое заполнение. Благодаря ионнэации газа происходит усиление тока фотоэмиссии. Чувствительность гзэонапопнен-. иых фотоэлектрических преобразователей выше, чем у вакуумных. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) — это вакуумный фотоэлемент, снабженный системой электродов для усиления тока фотоэмиссии. ПрииципиальнаясхемаФЭУ гюказаиа на рис. 4А5. Свет падает на фотокатод ФК; который эмитирует электроны.
Поток электронов фокусируется электрическим полем, создаваемым электродом Э, формируется диафрагмой Д и направляется на ускоряиаций электрсд— динод Э,. Напряжение на динодетаково,чтобыэнергии фотоэлектрона бьшо достаточно для вторичной эмиссии электронов. Режим работы таков, что при вторичной эмиссии испускается больше электронов, чем падает на динод. Так происходит усиление потока электронов. Поток электронов, усиленный динадом Э„направляется на следующие диноды Ээ — Э,, усиливается и собирается анодом А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
