Основные характеристики элементов систем автоматического управления. Термоэлектрические преобразователи. Тензорезисторные преобразователи, страница 3

ГОСТом предусмотрено два типа проводниковых термометров сопротивления: медные и платиновые.

Основное требование к металлам высокая a, остальные требования как у термопары.

МЕДНЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Основное достоинство: дешевые.

Недостатки: в связи с окисляемостью температура ограничена до 300^оС, относительно маленькое удельное сопротивление и не очень высокий a.

Обозначение ТСМ (термометр сопротивлений медный) выпускается трех градуировок: 10М, 50М, 100М.

Суть градуировки заключается в следующем: числами указывается сопротивление при 0^оС (т.е. 10 Ом, 50 Ом, 100 Ом), а буква – меди.

Можно встретить градуировку по старому ГОСТу: Гр 23-53 Ом при 0^оС.

ПЛАТИНОВЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Платина – наиболее подходящий материал, но дорогой.

Кроме того, у нее есть недостаток: легко загрязняется парами других металлов при высокой температуре. Поэтому она применяется до 650^оС.

Обозначения ТСП (термометр сопротивления платиновый).

1П	-50   … +1100
5П	-100 … +1100
10П	-200 … +1000
50П	-260 … +1000
100П	-260 … +1000
300П	-260 … +300

При –260^о  R=2,03 , а при 300^о R= 1068,89

Основные достоинства по сравнению с термопарой:

1.  Не требуют компенсации температуры свободных концов.

2.  При контакте с другими металлами нет необходимости учитывать появившуюся термо ЭДС.

3.  Характеристика почти линейна.

Недостатки:

1.  Влияние сопротивления линии связи на точность измерения.

2.  Низкие измеряемые температуры.

В качестве вторичных приборов для термометров сопротивлений применяются логометры магнитоэлектрические различного рода, измерительные мосты.

Кроме металлических ТС применяют полупроводники, их называют термисторы.

Материалы:

-  Германий

-  Марганец

-  Кобальт

-  Магний

-  Окись марганца

-  Окись кобальта

-  Окись магния

-  Окись титана, а также смеси этих окислов.

Эти термисторы обладают высоким отрицательным  a и большим удельным сопротивлением.

В связи с этим их можно выполнить в небольших габаритах. Градуировочная характеристика достаточно точна, но от ____________. Поэтому нет четкой взаимозаменяемости. При замене необходимых ___ перестройка ИП или САУ.

Градуировочные характеристики ТСМ и ТСП  ГОСТированы и заданы в табличном виде. Отображается зависимость сопротивления ТС от температуры с дискретом 1^оС.

ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Это первичные преобразователи, принцип действия которых заключается в изменение активного сопротивления элемента под воздействием упругой информации. Тензорезисторы бывают проволочные, пленочные, полупроводниковые, а также выполненные из фольги.

Основной параметр тензочувствительность.

 

Этот коэффициент обычно в пределах 1,48 … 1,8.

Требование к материалам:

-  Большой коэффициент тензочувствительности;

-  Минимальная зависимость R от температуры;

-  Однородность материалов, взаимо заменяемость;

-  Стабильность во времени.

Применяемые материалы: мангонин, константан, никель, нихром, хромель, висмут и их сплавы.

Основные характеристики тензо элеметов.

 

База А длина петель (может состовлять от 1,5 до 100 мм)

База В – ширена петель.

Номинальная тензочувствительность от 10 до 1000 Ом.

Измерительные схемы:

1) чаще применяется мостовая схема, при чем для повышения чувствительности тензорезисторы могут включаться одновременно в два смежных плеча, а иногда во все четыре.

2)  для измерения знакопеременных нагрузок применяют схему:

 

При знакопеременных деформаций R_т будет постоянно изменять ток в цепи R, R_т. следовательно будет изменяться падение напряжения на R_т. Частота U_Rт будет равно частоте нагрузки. Измерительный прибор будет изменять переменную составляющею U_Rт, отфильтрованную конденсатором С.

Чаще всего тензорезистор включается в мостовую схему для измерения статических нагрузок.

Емкостные преобразователи

Принцип действия основан на измерение емкости преобразователя под действием измеряемой, обычно не электрической величины.