Отличие терморезистора от термопары

Терморезисторы, термопары и магниторезистивные датчики

Отличие терморезистора от термопары

Терморезисторы — это разновидности параметрических резистивных датчиков, меняющие свое сопротивление в соответствии с изменением измеряемой температуры.

Терморезисторы бывают двух разновидностей: полупроводниковые и металлические. Для металлических терморезисторов используют такие металлы как платина и медь, причем эти металлы должны быть особо чистыми.

Применяют также никелевые сплавы, которые имеют температурный коэффициент, в два раза более высокий, чем у платины, что значительно повышает чувствительность преобразования. Качественная зависимость от температуры отношения сопротивления терморезистора RT при температуре Т к его сопротивлению при нулевой температуре представлена на рис. 2.

14. На этом рисунке характеристика 1 соответствует металлическому терморезистору, а характеристика 2 — полупроводниковому.

Рис. 2.14.

Зависимость сопротивления терморсзистора от измеряемой температуры

Существует два способа измерения температуры с помощью терморезисторов:

  • 1. Температура определяется окружающей средой. В этом случае терморезистор называется термометром сопротивления и включается в схемы измерительных мостов.
  • 2. Температура определяется условиями охлаждения терморезистора, нагреваемого постоянным по величине током. Такая схема применяется, например, для построения датчиков потока жидкости или газа, теплопроводности окружающей среды, плотности окружающего газа и т.п.

Полупроводниковые терморезисторы называют термисторами.

Термометры сопротивления имеют чувствительность 0,1… 10 Ом/°С, воспроизводимость 0,05 *С, диапазон измеряемых температур 150…850 °С, минимальные габариты 5 х 5 мм.

Термисторы имеют чувствительность 0,1…1,0 Ом/°С, воспроизводимость 5 вС, диапазон измеряемых температур -100…+350 °С, минимальный диаметр 0,8 мм.

Примером терморезистора, использующего второй из вышеназванных методов измерений, является датчик анемометра, служащего для измерения скорости газового потока. Схематическое изображение этого датчика приведено на рис. 2.15. В соответствии с методом измерений, изображенным на рис. 2.15, нить 1 нагревается протекающим по ней током до температуры 200…800 °С.

Одновременно она охлаждается газовым потоком. Коэффициент теплоотдачи является функцией скорости газового потока, и при постоянном токе накала нити ее температура также является функцией скорости этого потока.

В описываемом устройстве нить 1 выполнена из платины и имеет длину 10 мм. Концы проволоки припаяны к держателям 2, закрепленным в корпусе 3.

К этим держателям по проводникам 4 подводится электрическое питание.

Рис. 2.15.

Схема термометра сопротивления для измерения скорости газового потока

Интенсивность охлаждения газовым потоком нагретой металлической проволоки зависит не только от скорости этого потока, но и от его состава.

Поэтому датчики такого рода находят применение, например, в системе контроля и регулирования содержания угарного газа СО в выхлопных газах автомобильного двигателя.

Это содержание зависит от полноты сгорания топлива, а следовательно, и от оптимального для данных оборотов двигателя соотношения между расходом воздуха и бензина в рабочей смеси. Схема такой установки приведена на рис. 2.16.

На этом рисунке датчик

Оригинал: https://studme.org/150498/tehnika/termorezistory_termopary_magnitorezistivnye_datchiki

Термометры сопротивления: виды, типы конструкции, классы допуска

Отличие терморезистора от термопары

Термометрия относится к наиболее простым и эффективным методам измерений. Она основана на том, что физические свойства материала меняются в зависимости от температуры.

В частности, измеряя сопротивление металла, сплава или полупроводникового элемента, можно определить его температуру с высокой степенью точности. Датчики такого типа называются термоэлектрическими или термосопротивлениями.

Предлагаем рассмотреть различные виды этих устройств, их принцип работы, конструкции и особенности.

Виды термодатчиков

Наиболее распространенными считаются следующие типы термометров сопротивления (далее ТС):

  1. Полупроводниковые датчики. Отличительные особенности этих приборов заключается в высокой точности и стабильной чувствительности, а также в возможности измерения быстротечных процессов. Благодаря низкому измерительному току имеется возможность работы со сверхнизкими температурами (до -270°С). Пример конструкции полупроводникового ТС.
    Конструкция термистора

Обозначения:

  • А – Выводы измерителя.
  • В – Стеклянная пробка, закрывающая защитную гильзу.
  • С – Защитная гильза, наполненная гелием.
  • D – Электроизоляционная пленка, покрывающая внутреннюю часть гильзы.
  • E – Полупроводниковый чувствительный элемент (далее ЧЭ), в приведенном примере это германий, легированный сурьмой.
  1. Металлические датчики. У таких измерителей в качестве ЧЭ выступает проволочный или пленочный резистор, помещенный в керамический или металлический корпус. Металл, используемый для изготовления чувствительного элемента, должен быть технологичен и устойчив к окислению, а также обладать достаточным температурным коэффициентом. Таким критериям практически идеально отвечает платина. Там, где не столь высокие требования к измерениям, может использоваться никель или медь. В качестве примера можно привести термодатчики: PT1000, PT500, ТСП 100 П, ТСП pt100, ТСП 50П, ТСМ 296, ТСМ 045, ТС 125, Jumbo, ДТС Овен и т.д.

Расшифровка аббревиатур

Чтобы не возникало вопросов, что такое ТСМ, приведем расшифровку этой и других аббревиатур:

  • ТСМ это термометр сопротивления (ТС), в чувствительном элементе (ЧЭ) которого используется медная проволока (М).
  • ТСП, в применяется платиновый (проволока из платины) ЧЭ.
  • КТС б – обозначение комплекта из нескольких платиновых ТС., позволяющих провести многозонные измерения, как правило, монтаж таких устройств производится на вход и выход системы отопления, чтобы установить разность температур.
  • ТПТ – технический (Т) платиновый термометр (ПТ).
  • КТПТР – комплект из ТПТ приборов, буква «Р» в конце указывает, что может производиться не только измерение разницы температур между различными датчиками.
  • ТСПН – «Н» в конце ТСП, обозначает, что датчик низкотемпературный.
  • НСХ – под данным сокращением подразумевается «номинальная статическая характеристика», соответствующая стандартной функции «температура-сопротивление». Достаточно посмотреть таблицу НСХ для pt100 или любого другого датчика (например, pt1000, rtd, ntc и т.д.), чтобы иметь представление о его характеристиках.
  • ЭТС – эталонные приборы, служащие для калибровки датчиков.

Чем отличается термосопротивление от термопары?

Схема термопары, ее конструкция, а также принцип работы существенно отличается от термометра сопротивления, расскажем об этом простыми словами. У устройства pt100, а также других датчиков, принцип действия основан на сопоставимости между изменением температуры металла и его сопротивлением.

Принцип термопары построен на различных свойствах двух металлов собранных в единую биметаллическую конструкцию. Устройство, подключение, назначение термопары, а также описание погрешности этих приборов будет рассмотрено в отдельной статье.

Сейчас достаточно понимать, что термопара и ТСП, например pt100, это совершенно разные приборы, отличающиеся принципом работы.

Платиновые измерители температуры

Учитывая распространенность металлических датчиков, имеет смысл привести краткое описание этих устройств, чтобы наглядно показать сравнительные характеристики различных видов, особенности, а также описать сферу применения.

В соответствии с нормами ГОСТ 6651 2009 и МЭК 60751, у рабочих приборов данного типа значение температурного коэффициента должно быть 0,00385°С-1, эталонных – 0,03925°С-1. Диапазон измеряемой температуры: от-196,0°С до 600,0°С.

К несомненным достоинствам следует отнести высокий коэффициент точности, близкую к линей характеристику «Температура-сопротивление», стабильные параметры. Недостаток – наличие драгметаллов увеличивает стоимость конструкции.

Необходимо заметить, что современные технологии позволяют минимизировать содержание этого металла, что делает возможным снижение стоимости продукции.

Основная область применения – контроль температуры различных технологических процессов. Например, такой прибор может быть установлен в трубопроводе, в котором плотность рабочей среды сильно зависит от температуры. В этом случае показания вихревой расходометра корректируются информацией о температуре рабочей среды.

Датчик термопреобразователь ТСП 5071 производства Элемер

Никелевые термометры сопротивления

Температурный коэффициент (далее ТК) у данного типа измерительных устройств самый высокий — 0,00617°С-1. Диапазон измеряемых температур также существенно уже, чем у платиновых ЧЭ (от -60,0°С до 180,0°С).

Основное достоинство данных приборов – высокий уровень выходного сигнала.

В процессе эксплуатации следует учитывать особенность, связанную с приближением температуры нагрева к точке Кюри (352,0°С), вызывающую существенное изменение параметров ввиду непредсказуемого гистерезиса.

Данные устройства практически не используются, поскольку в большинстве случаев их можно заменить приборами с медными чувствительными элементами, которые существенно дешевле и технологичнее (проще в производстве).

Медные датчики (ТСМ)

ТК медных измерительных приборов – 0,00428°С-1, диапазон измеряемых температур немного уже, чем у никелевых аналогов (от -50,0°С до 150°С).

К несомненным преимуществам медных измерителей следует отнести их относительно невысокую стоимость и наиболее близкую к линейной характеристику «температура-сопротивление».

Но, узкий диапазон измеряемых температур и низкие параметры удельного сопротивления существенно ограничивают сферу применения термопреобразователей ТСМ.

Внешний вид термопреобразователя ТСМ 1088 1

Но, тем не менее, медные датчики рано списывать, есть немало примеров удачных реализаций, например, ТХА Метран 2700, который предназначен как для различных видов промышленности, но также удачно используется в ЖКХ.

Учитывая, что платиновые терморезисторы наиболее востребованы, рассмотрим варианты их конструктивного исполнения.

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.

Конструктивное исполнение «Strain free»

Обозначения:

  • А – Выводы термоэлектрического элемента.
  • В – Защитный корпус.
  • С – Спираль из платиновой проволоки.
  • D – Мелкодисперсный наполнитель.
  • E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al2O3).

Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева.

Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.

Пример исполнения «Hollow Annulus»

Обозначения:

  • А – Выводы с ЧЭ.
  • В – Изоляция выводов ЧЭ.
  • С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
  • D – Защитный корпус датчика.
  • E – Проволока из платины.
  • F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al2O3) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.

Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Класс допуска

Согласно действующим нормам допускается определенное отклонение от линейной характеристики «температура-сопротивление». Ниже представлена таблица соответствия класса точности.

Таблица 1. Классы допуска.

Класс точности Нормы допуска

°C |t |

Диапазон измерения температуры
Платиновые датчики Медные Никелевые
Проволочные Пленочные
AA ±0,10+0,0017 -50°C …250°C -50°C …150°C x x
A ±0,15+0,002 -100°C …450°C -30°C …300°C -50°C …120°C x
B ±0,30+0,005 -196°C …660°C -50°C …500°C -50°C …200°C х
С ±0,60+0,01 -196°C …660°C -50°C …600°C -180°C …200°C -60°C …180°C

Приведенная в таблице погрешность отвечает текущим нормам.

Схемы включения ТСМ/ТСП

Существует три варианта подключения:

  • 2-х проводное (см. А на рис. 7), этот наиболее простой способ используется в тех случаях, когда точность результатов не критична. Дополнительную погрешность создает номинальное сопротивление проводников, которыми подключается датчик. Обратим внимание, что для классов точности A и AA данная схема включения неприемлема.
    Рисунок 7. Двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схема включения термометра сопротивления
  • 3-х проводное (В). Такой вариант обладает более высокой точностью, чем 2-х проводная схема вариант подключения. Это происходит за счет того, что появляется возможность измерить сопротивление монтажных проводов, чтобы учесть их воздействие.
  • 4-х проводное. Этот вариант позволяет полностью исключить воздействие сопротивления монтажных проводов на результаты измерений.

В измерительных приборах ТС, как правило, включен по мостовой схеме.

Пример подключения по мостовой схеме вторичного прибора (pt100) для измерения температуры воздуха

Обратим внимание, что под rл.с. в электрической схеме подразумевается сопротивление линий связи, то есть проводов, которыми подключен датчик.

Обслуживание

Информация о ТО температурного датчика указана в паспорте прибора или инструкции эксплуатации, там же приводится типовые неисправности и способы их ремонта, рекомендуемая длина кабеля для подключения, а также друга полезная информация.

Термометры сопротивления не требуют специального ТО, в задачу обслуживающего персонала входит:

  • Проверка условий, в которых эксплуатируется датчик.
  • Внешний осмотр на предмет целостности конструкции и кабельных соединений, проверка хода подвижного штуцера (если таковой имеется).
  • Помимо этого проверяется наличие пломб.
  • Проверяется заземление.

Такой осмотр должен проводиться с периодичностью один раз в месяц или чаще.

Помимо этого должна проводиться поверка приборов, с использованием эталонного датчика, например, ЭТС 100.

Платиновый эталонный ПТС (датчик ЭТС 100)

Для градуировки датчиков используются специальные таблицы, в качестве примера приведена одна из них для термосопротивления pt100. Саму методику калибровки мы приводить не будем, ее описание несложно найти в сети.

Градуировочная таблица для терморезистора pt100 (фрагмент, без указания пределов градуировки измерений)

Что касается методики поверки эталонных платиновых датчиков, то она должна производиться на специальных реперных точках.

Оригинал: https://www.asutpp.ru/termometry-soprotivleniya.html

Форум РадиоКот • Просмотр темы — Что внутри: термопара или терморезистор???

Отличие терморезистора от термопары

Сообщения без ответов | Активные темы

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Список форумов » Ремонт » Не стирает, не готовит

 [ Сообщений: 10 ] 
Сообщение
prosto_andriy
 Заголовок сообщения: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Чт сен 26, 2013 16:33:41 
Зарегистрирован: Пн июл 22, 2013 18:02:51
Сообщений: 229
сообщения: 0
Уважаемые форумчане подскажите пожалуйста, что внутри этого паяльника: термопара или терморезистор, и какие выводы ведут к нагревательному элементу?
Подойдет ли этот пальник к моей паяльной станции? Разобрал её "родной" паяльник, но в нем между контактами не 50R (50 Ом), а 1R! Один Ом!Эти нагреватели несовместимы? Тот, в котором сопротивление 50 Ом имеет встроенный терморезистор?

Подскажите пожалуйста!

Вложения:
solder_iron.jpg [14.57 KiB]
Скачиваний: 8267
Вернуться наверх  Профиль  
koulja
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Чт сен 26, 2013 17:32:32 
Встал на лапы

Карма: 1
сообщений: 30
Зарегистрирован: Вт сен 24, 2013 09:38:02
Сообщений: 111
Откуда: Київ)
сообщения: 0

Подойдет ли этот пальник к моей паяльной станции?а паялка то какая ? там есть японские нагревальники Hakko (керамика)а есть с обычным нихромом, насколько я помню, в керамике идет тонкопленочный резюк около кончика.Активное сопротивление нагревательного элемента Hakko (керамика) 2,5 — 3,5 Омтермодатчика — 43-57 Ом.Догадываюсь, что у тебя паялка типа Lukey 868, 852D+, 936

в Любом случае керамика

_________________

mangoJKEEEEEE

Вернуться наверх  Профиль  
Borodach
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Чт сен 26, 2013 19:43:09 
Модератор

Карма: 112
сообщений: 1015
Зарегистрирован: Пн дек 08, 2008 19:28:04
Сообщений: 20950
Откуда: 10км от Москвы на Север
сообщения: 0

Вернуться наверх  Профиль  
mobildoc
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Пт сен 27, 2013 01:03:14 
Зарегистрирован: Пт авг 30, 2013 22:03:57
Сообщений: 6
сообщения: 1
там два типа нагревательных элементов, они не взаимозаменяемые. один из них HAKKO, стоит на LUKEY868 к примеру, второй китайский, на LUKEY702. а что внутри — уже не помню
Вернуться наверх  Профиль  
Реклама
Драйверы MOSFET/IGBT Infineon – силой нужно управлять!
Специалисты Infineon усовершенствовали традиционные кремниевые MOSFET и IGBT и выпустили компоненты на базе принципиально иных материалов – нитрида галлия и карбида кремния. Мы создали подборку полезных материалов, чтобы вы разобрались во всех тонкостях и стали экспертом по управлению силовыми приборами нового поколения CoolMOS, CoolGaN, CoolSiC!

Подробнее>>

Сэр Мурр
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Пт сен 27, 2013 21:17:15 
Модератор

Карма: 44
сообщений: 229
Зарегистрирован: Чт окт 27, 2005 18:50:07
Сообщений: 11175
Откуда: из мест не столь отдалённых
сообщения: 0
Медали: 2

Если сопротивление около 1 Ома- то термопара, если 50 Ом- скорее всего, резистивный датчик (может, даже платиновый, 50 Ом- стандартное сопротивление , всего в ряду номиналы 50 , 100, 1000 Ом)
Вернуться наверх  Профиль  
Реклама
Снижена цена на DC/DC и AC/DC преобразователи Mornsun в Компэл!
Хорошие новости для покупателей источников питания! Компэл снизил цены на всю продукцию Mornsun. В ассортименте – как широко известные и популярные позиции, так и новинки. Доступны AC/DC, неизолированные DC/DC-преобразователи или импульсные стабилизаторы (семейство K78/R3), изолированные DC/DC, и новейшее поколение R4.

Подробнее>>

Cionachis
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Пн сен 30, 2013 15:05:05 
Зарегистрирован: Пн сен 30, 2013 14:59:57
Сообщений: 14
Откуда: Саранск
сообщения: 0
Если мне мое зрение еще не изменяет,то это у вас резистивный датчик.
Вернуться наверх  Профиль  
Реклама
prosto_andriy
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Вс май 25, 2014 05:10:16 
Зарегистрирован: Пн июл 22, 2013 18:02:51
Сообщений: 229
сообщения: 0
Если сопротивление около 1 Ома- то термопара, если 50 Ом- скорее всего, резистивный датчик…

А в насадках такого типа термопара или резистивный датчик? Судя по количеству контактов, и для нагрева, и для измерение температуры используются всего два проводника! Как это возможно?

Вернуться наверх  Профиль  
Реклама
Леонид Иванович
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Вс май 25, 2014 10:54:14 
Друг Кота

Карма: 82
сообщений: 1017
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Сообщений: 4779
Откуда: Минск
сообщения: 0

Там термопара включена последовательно с нагревателем. Отключается ток нагревателя, в это время измеряется напряжение термопары.
Вернуться наверх  Профиль  
mikes357
 Заголовок сообщения: Re: Что внутри: термопара или терморезистор???Добавлено: Вс май 25, 2014 20:48:43 
Друг Кота

Карма: 24
сообщений: 435
Зарегистрирован: Сб ноя 20, 2010 21:54:31
Сообщений: 3478
сообщения: 0

А паялка-то какая? С индикацией светодиодом? Или цифровая индикация температуры? Подключать уже пробовал?
"Грелки" на простых паялках вполне заменяемы — только один резистор заменить понадобится.
Вернуться наверх  Профиль  
 [ Сообщений: 10 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Список форумов » Ремонт » Не стирает, не готовит

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 6

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Оригинал: https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=1797848

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тратосфера