Термосопротивление, описание, принцип работы, виды

Как работает термосопротивление?

Содержание:

Что такое термопары и термосопротивления ?

Термопреобразователи – это устройства предназначенные для преобразования температуры в электрический сигнал, для его последующей обработки с помощью электроизмерительных приборов. Основными типами термопреобразователей являются термосопротивления и термопары.
Термосопротивления ( термопреобразователи сопротивления, термометры сопротивления) – это датчики, принцип действия которых основан на свойстве проводника менять электрическое сопротивление пропорционально изменению температуры окружающей среды. Конструкция этих датчиков представляет чувствительный элемент из тонкой медной или платиновой проволоки находящийся в защитном корпусе.
Термопары (преобразователи термоэлектрические) – это датчики, принцип действия которых основан на возникновении термоэлектродвижущей силы в месте соединения двух проводников с разными термоэлектрическими свойствами. Значение термоЭДС зависит от разности температур спая и холодных концов термопары.
Визуально отличить термопару и термосопротивление очень сложно, поэтому специалисты сразу ищут шильдик на датчике или документацию на изделие и по маркировке понимают, о каком типе датчика идет речь. Если заводской шильдик отсутствует и документация утеряна, то без электроизмерительных приборов даже специалист может ошибиться с типом датчика. Почему мы акцентируем на этом Ваше внимание? Все очень просто. Большинство приборов, котлов, агрегатов работают только с одним типом датчика : или термосопротивлениями, или термопарами, поэтому ошибка при покупке приводит к приобретению товара который некуда поставить и как следствие – происходит потеря Ваших денег и времени.

Принцип работы термосопротивления

При нагреве проводника изменяется его сопротивление, а следовательно, и ток, проходящий через проводник. Интенсивность изменения зависит от нескольких факторов:

  • температура и плотность окружающей среды;
  • скорость жидкой или газообразной среды;
  • размеры и материал самого проводника.

Если измерить зависимость сопротивления провода от этих неэлектрических величин, то на основе этой информации можно получать данные об изменении параметров окружающей среды. Собственно, в этом и заключается принцип, по которому работает термосопротивление.

Чем отличается термосопротивление от термопары

Сопротивление резистора — формула для рассчета

Принцип действия ТС объясняется изменением проводимости контрольного участка цепи. Термопара, несмотря на схожее название, функционирует по-другому. Изделия этой категории создают из двух разных материалов. Соединение (рабочую спайку) помещают в зону измерений. Колебания температуры провоцируют изменение потенциалов на выходах. Эти показания фиксируют вольтметром или другим подходящим прибором.

Принцип действия, функциональные компоненты термопары и способы измерения

К сведению. Приведенные сведения объясняют главные практические отличия датчиков разного рода. Термопара фактически является генератором ЭДС, поэтому дополнительный источник тока не нужен.

Термопарный преобразователь можно применить для измерения вакуума. Для этого обеспечивают контакт чувствительного участка с нитью лампы накаливания. Колбу соединяют трубкой с рабочей зоной. Изменение разряжения газа сопровождается увеличением (уменьшением) ЭДС. После калибровки шкалы достаточно точно можно определять значение контролируемого параметра.

Какие бывают термосопротивления?

По типу чувствительного элемента термосопротивления бывают :

– ТСМ с чувствительным элементом из меди;
– ТСП с чувствительным элементом из платины.
Датчики ТСМ, в своем большинстве, имеют с градуировкой 50М и 100М. Датчики ТСП , в основном, встречаются с градуировками 50П, 100П, Pt100, Pt500, Pt1000 Бывают и другие варианты градуировок, для понимания сути вопроса это не критично.
Итак, данные сокращения расшифровываются следующим образом :
– 50М означает медный датчик с сопротивлением 50 Ом при температуре 0 градусов ;
– 100М означает медный датчик с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 градусов ;
– 50П, Pt50 означает платиновый датчик с сопротивлением 50 Ом при температуре 0 градусов ;
– 100П,Pt100 означает платиновый датчик с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 градусов ;
– Pt500 означает платиновый датчик с сопротивлением 500 Ом при температуре 0 градусов ;
– Pt1000 означает платиновый датчик с сопротивлением 1000 Ом при температуре 0 градусов ;
то есть в этом коде указывается материал чувствительного элемента и сопротивление при 0 градусов Цельсия.

По конструкции термометры сопротивления бывают :

с кабельным выводом ;
– с коммутационной головкой.

    Как работает термосопротивление?       Как работает термосопротивление?
 Термопреобразователь с кабельным выходомТермопреобразователь с коммутационной головкой

По количеству чувствительных элементов термосопротивления бывают :

–  с одним элементом (стандартное исполнение);
–  с двумя чувствительными элементами.

По схеме внутреннего соединения проводников термосопротивления бывают :

двухпроводные (стандартное исполнение) ;
– трехпроводные ;
– четырехпроводные .

Электрические схемы двух-, трех- и четырехпроводных  датчиков температуры :

 

 Количество чувствительных элементовСхема внутреннего соединенияЭлектрическая схема датчика
 Одиндвухпроводная Как работает термосопротивление?
трехпроводная Как работает термосопротивление?
 

четырехпроводная

 Как работает термосопротивление?
 Двадвухпроводная Как работает термосопротивление?
трехпроводная Как работает термосопротивление?
четырехпроводная Как работает термосопротивление?

По типу класса допуска термосопротивления бывают :

– класса А (+-0,15С+0,002Т) ;
– класса В (+-0,3С+0,005Т) ;
– класса С (+-0,5С+0,0065Т).
Класс допуска показывает допустимое отклонение температуры для датчика.

По исполнению коммутационной головки термосопротивления бывают :

с пластмассовой головкой (исполнение по умолчанию) ;
– с металлической головкой (при заказе в конце марки датчика добавляется код  МГ) ;
– с увеличенной пластмассовой головкой (при заказе в марке к модели добавляется код Л ) ;
– с увеличенной металлической головкой (при заказе в марке к модели добавляется код Л и в конце марки датчика добавляется код МГ) .
Увеличенная головка применяется для встраивания в датчик нормирующего преобразователя тока НПТ, что превращает обычное термосопротивление в преобразователь температуры с токовым выходом 0..20 или 4..20 мА.

 Конструктивное
исполнение
 

Стандартное исполнение

 

Увеличенное исполнение

 

Со встроенным НПТ-3

 

Пластмассовые
головки

    Как работает термосопротивление?    Как работает термосопротивление? Как работает термосопротивление?
 

Металлические
головки

    Как работает термосопротивление?    Как работает термосопротивление?

По типу защиты термометры сопротивления бывают :

– обычные
– взрывозащищенные.
По цене обычно взрывобезопасные датчики дороже в 2 раза обычных.

Виды термосопротивлений

По материалу изготовления все термосопротивления можно разделить на следующие группы:

  1. Проводниковое термосопротивление. Термопреобразователи сопротивления производятся в точном соответствии с ГОСТ 6651-2009. Как правило, они изготавливаются из чистых металлов: меди, никеля и платины. В основном представляют собой каркасную или безкаркасную катушку, выполненную из однородного проводника с контактными выводами. Характеризуются прямой зависимостью сопротивления от температуры, чем выше температура, тем выше сопротивление. Имеют большой температурный коэффициент измерения, точность, характеристику близкую к линейной.Медь используется при измерениях от -50 до 150—180 градусов Цельсия в среде, свободной от посторонних примесей. Если температура будет выше, металл окислится, а это снижает точность.

    Никель можно применять для измерений до 250—300 градусов Цельсия. Однако стоит учитывать, что при температуре свыше 100 ºС зависимость сопротивления уже не является линейной. Она высчитывается по формулам, зависящим от марки никеля.

    Платина — это самый распространенный материал для промышленных приборов. Этот металл может использоваться при температуре до 1000—1200 градусов Цельсия, хотя на практике платиновое термосопротивление применяется до 650 ºС. Дело в том, что при температуре свыше 500 градусов Цельсия удобнее использовать датчики термопары. Кстати, стоит оговориться, что этот металл нельзя применять в восстановительных средах (углерод, пары кремния, калия, натрия и т. п.).

  2. Полупроводниковое термосопротивление. Терморезистор (термистор), полупроводниковое сопротивление из разнородного сплава, может иметь прямую или обратную характеристику (PTC-термистор или NTС-термистор) зависимости сопротивления от температуры. Изготавливаются методом порошковой металлургии в виде дисков, шайб, бусинок, тонких пластинок. Имеют большой температурный коэффициент сопротивления, нелинейную характеристику, способны работать при значительных механических нагрузках и в сложных условия эксплуатации.NTC-термисторы типов ММТ-1 и КМТ-1 (рис. 1-а) состоят из полупроводникового эмалированного стержня (1), контактных колпачков (2) и выводов (3).

    NTC-термисторы типов ММТ-4 и КМТ-4 (рис. 1-б) выпускаются в герметичном металлическом корпусе (2), за счет чего могут использоваться даже во влажной среде. Герметизация осуществляется при помощи стекла (3) и олова (4), а сам полупроводниковый стержень (1) обернут фольгой (5).

    • Как работает термосопротивление?
      рис. 1-а              рис. 1-б

    Медно-кобальто-марганцевые терморезисторы вроде МКМТ-16 бусинкового типа (NTC-термисторы) (рис. 2) — это мини-измерители в стеклянном корпусе. В нем роль сопротивления играет шарик диаметром около 0,8 мм с платиновыми выводами диаметром 0,05 мм, к концам которых приварены проводники из нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм.

    Все термопреобразователи сопротивления , предлагаемые нашей компанией, можно посмотреть в каталоге продукции.

Цены, наличие и другие данные, указанные на сайте, не являются публичной офертой. Для уточнения информации свяжитесь с нашими специалистами любым удобным для Вас способом

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Производители применяют различные инженерные решения при выпуске продукции этой категории. Для уточнения на стадии сравнения можно изучить официальную сопроводительную документацию либо запросить необходимые данные на сайте компании.

Типовые конструкции ТС

№НаименованиеОсновные данныеОсобенности

1Strain-freeОсновной элемент освобожден от нагрузок порошковой засыпкой из оксида алюминияРазным цветом глазури, герметизирующей торцевую часть, обозначают соответствие определенному температурному диапазону
2Hollow nnulusРабочий проводник наматывается на полый цилиндрМатериалы конструкции подбирают с учетом коэффициентов теплового расширения
3Thin-filmИз металла формируют тонкий слой на изоляторе (керамической основе)Эта модель отличается быстродействием, высокой чувствительностью
4Проволока в стеклянной оболочкеВ такой конструкции обеспечиваются идеальная герметизация проводника, надежная защита от внешних воздействийПодобные решения используют для изготовления дорогих серий датчиков, которые рассчитаны на сложные условия эксплуатации

Типичные конструкции датчиков из платины

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
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.

Преимущества и недостатки термометров сопротивления

При сравнении с термопарой можно упомянуть следующие минусы ТС:

  • высокую стоимость;
  • обязательное использование внешнего источника стабилизированного электропитания;
  • ограниченный рабочий диапазон.

Плюсы:

  • линейный график измеряемых параметров;
  • точность;
  • корректная компенсация искажений от соединительных проводов.

Выбор подходящего датчика организуют на основе подготовленных критериев. Кроме базовых технических параметров, уточняют допустимые габариты, условия эксплуатации. Для продления срока службы необходимы регулярные проверки состояния термосопротивления и других компонентов измерительной схемы.

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. Схемы включения ТС
    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
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.

Советы при выборе и монтаже термометров сопротивления

Как работает термосопротивление?Есть банальные истины, которыми нужно руководствоваться при выборе подходящего датчика температуры. Конечно же, нужно в первую очередь обратить внимание на диапазон измерения и точность. Во-вторых, нужно решить вопрос с основным конструктивным исполнением: в клеммной головке, или с кабельным выводом. Датчики с кабельным выводом более миниатюрны и менее инерционны. Они уже полностью готовы к подключению к вторичному прибору. Но вышеперечисленные преимущества одновременно являются и их недостатками. Миниатюрный корпус – следовательно, небольшой размер чувствительного элемента и малый измерительный ток. Жёстко присоединённый кабель несёт за собой худшую, чем для датчиков в клеммной головке степень защиты от воды. Эти датчики заведомо дороже из-за высокой стоимости применяемого высокотемпературного кабеля. Они менее надёжны при механических воздействиях опять-таки из-за наличия кабеля. С термосопротивлением в клеммной головке не обязательно использовать высокотемпературный кабель. Минус этих датчиков в одном – габаритных размерах, что бывает важно в ряде случаем.
Как работает термосопротивление?
При монтаже датчика температуры нужно максимально увеличить его тепловой контакт с контролируемой средой и одновременно уменьшить отток тепла от места подключения. Необходимо помнить, что чувствительный элемент имеет конечную длину, поэтому глубина погружения датчика должна быть как минимум на несколько диаметров зонда больше, чем длина ЧЭ. При монтаже датчиков контроля поверхности очень важно место соединения предварительно смазать каким-либо вязким веществом. Также важно обеспечить тепловой контакт кабеля с контролируемым объектом, чтобы минимизировать отвод тепла от ЧЭ датчика по кабелю. Ещё лучше, если и датчик и подводящий кабель будут закрыты хорошим теплоизолятором, например пенополиуретаном, или пенополиэтиленом.
Как работает термосопротивление?
Датчики температуры воздуха лучше устанавливать в тех местах помещения, которые наиболее важны для контроля. При плохой конвекции воздуха в помещении градиент температуры может составить до 5-ти и более градусов.
При экспресс контроле температуры поверхности теплоёмкость датчика должна быть минимальной. Дело в том, что самое большое зло при контактном способе измерения температуры поверхности состоит в том, что датчик уменьшает температуру поверхности в месте установки. Процесс восстановления начальной температуры может идти очень долго, что зачастую приводит к неправильным результатам и выводам. Примером может служить ситуация с «занижением» показаний медицинских электронных термометров.

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)
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
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.

Область применения

Термометр сопротивления — это устройство, предназначенное для измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред. Также его используют и при измерении температуры сыпучих веществ.

Свое место термометр сопротивления нашел в газо- и нефтедобыче, металлургии, энергетике, сфере ЖКХ и многих других отраслях.

ВАЖНО! Термометры сопротивления можно использовать как в нейтральных средах, так и в агрессивных. Это способствует распространению прибора в химической промышленности.

Обратите внимание! Для измерения температур в промышленности также используют термопары, про них подробнее узнаете из нашей статьи про термопары.

Термометр сопротивления - датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Градуировочные таблицы термометров сопротивления

Градуировочные таблицы — это сводная сетка, по которой можно легко определить при какой температуре термометр будет иметь определенное сопротивление. Такие таблицы помогают работникам КИПиА оценить значение измеряемой температуры по определённому значению сопротивления.

В рамках этой таблицы существуют специальные обозначения ТС. Их вы можете увидеть в верхней строчке. Цифра означает значение сопротивления датчика при 0°С, а буква металл, из которого оно создано.

Для обозначения металла используют:

  • П или Pt — платина;
  • М — медь;
  • N — никель.

Например, 50М — это медный ТС, с сопротивлением 50 Ом при 0 °С.

Ниже представлен фрагмент градуировочной таблицы термометров.

50М (Ом)100М (Ом)50П (Ом)100П (Ом)500П (Ом)

-50 °С39.378.640.0180.01401.57
0 °С5010050100500
50 °С60.7121.459.7119.41193.95
100 °С71.4142.869.25138.51385
150 °С82.1164.278.66157.311573.15

Класс допуска

Класс допуска не стоит путать с понятием класса точности. С помощью термометра мы не напрямую измеряем и видим результат измерения, а передаем на барьеры или вторичные приборы значение сопротивления соответствующее фактической температуры. Именно поэтому введено новое понятие.

Класс допуска — это разница между фактической температурой тела и температурой, которую получили при измерении.

Существует 4 класса точности ТС (от наиболее точного к приборам с большей погрешностью):

  • АА;
  • <li>А; <li>B;

  • С.

Приведем фрагмент таблицы классов допуска, полную версию вы можете увидеть в ГОСТ 6651-2009.

Класс точностиДопуск, °СТемпературный диапазон, °С

Медный ТСПлатиновый ТСНикелевый ТС
АА±(0,1 + 0,0017 |t|)от -50 °С до +250 °С
А±(0,15+0,002 |t|)от -50 °С до +120 °Сот -100 °С до +450 °С
В± (0,3 + 0,005 |t|)от -50 °С до +200 °Сот -195 °С до +650 °С
С±(0,6 + 0,01 |t|)от -180 °С до +200 °Сот -195 °С до +650 °С-60 °С до +180 °С

Как выбрать термосопротивление ?

Для выбора корректного подбора термосопротивления используются таблицы, с помощью которых можно сначала визуально выбрать вид датчика, а по нему выбрать модель.

Термосопротивления с кабельным выводом

Как работает термосопротивление?

Конструктивные исполнения термопреобразователей сопротивления с кабельным выводом :

Чертеж  МодельПараметрыМатериал Длина монтажной части, мм
Как работает термосопротивление?014D=5 ммлатунь20
024D=8 ммсталь12Х18Н10Т30
214D=5 мм30, 40, 50, 60, 80, 100, 120,160
Как работает термосопротивление?314D=5 ммсталь12Х18Н10Т40, 50, 60, 80, 100, 120, 160
Как работает термосопротивление?414D=5 ммсталь12Х18Н10Т40, 50, 60, 80, 100, 120, 160
     Как работает термосопротивление?034D=5 мм
М=8х1 мм
латунь20
044D=8 мм
М=12х1,5 мм
сталь12Х18Н10Т30
  Как работает термосопротивление?054D=6 мм
М=16х1,5 мм
S=22 мм
h=9 мм
сталь12Х18Н10Т60, 80, 100, 120, 160, 180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000
064D=8 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм
h=8 мм
074D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм
h=8 мм
194D=6 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм
h=8 мм
     Как работает термосопротивление?084D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм
h=8 мм
 

сталь12Х18Н10Т

 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000
   Как работает термосопротивление?094D=6 мм
D1=13 мм
 

сталь12Х18Н10Т

60, 80, 100, 120, 160, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000
104D=8 мм
D1=18 мм
     114D=10 мм
D1=18 мм
Как работает термосопротивление?124D=6 мм
М=16х1,5 мм
S=17 мм
сталь12Х18Н10Т 60, 80, 100, 120, 160, 200,
250, 320, 400, 500
134D= 8 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
144D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
     Как работает термосопротивление?154D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
сталь12Х18Н10Т 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250,
320, 400, 500
  Как работает термосопротивление?164D=4 мм
D1=10 мм
(только Pt100)
сталь12Х18Н10Т 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320
174D=5 мм
D1=10 мм
184D=6 мм
D1=10 мм
     Как работает термосопротивление?204М=10х1 мм
S=14 мм
латунь40, 65
     Как работает термосопротивление?224 Датчик накладной
Диаметр трубы
от 20 до 200 мм
Крепление – хомут
латунь43
     Как работает термосопротивление?324D=6 ммсталь12Х18Н10Т41

 

Термосопротивления с клеммной головкой

Чертеж  МодельПараметрыМатериал Длина монтажной части, мм
        Как работает термосопротивление?015D=8 мм сталь12Х18Н10Т60, 80, 100, 120, 160, 180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250,1600, 2000
025D=10 мм
 Как работает термосопротивление?035D=8 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
 сталь12Х18Н10Т60, 80, 100, 120, 160, 180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250,1600, 2000
045D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
145D=6 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
     Как работает термосопротивление?055D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
сталь12Х18Н10Т80, 100, 120, 160, 180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250,1600, 2000
   Как работает термосопротивление?065D=8 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм
сталь12Х18Н1060, 80, 100, 120, 160, 180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250,1600, 2000
075D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм
085D=10 мм
М=27х2 мм
S=32 мм
  Как работает термосопротивление?095D=10 мм
М=20х1,5 мм
S=22 мм
сталь12Х18Н10Т60, 80, 100, 120, 160,180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250,1600, 2000
  Как работает термосопротивление?105 

D=8 мм
М=20х1,5 мм
S=27 мм

 

сталь12Х18Н10Т

 60, 80, 100, 120, 160, 180, 200, 250,
320, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250,1600, 2000
     Как работает термосопротивление?125D=6 мм
(-50…+100 град)
 

сталь12Х18Н10Т

60, 80, 100
     Как работает термосопротивление?125ЛD=6 мм сталь12Х18Н10Т80, 100, 120

Как работает термосопротивление?
Как работает термосопротивление?

Термосопротивления для систем HVAC

Как работает термосопротивление?

ЧертежМодельЧувствительный
элемент
Длина монтажной
части, мм
Степень
защиты
Как работает термосопротивление?3014Pt 1000
Pt 500
Pt 100
50 мм   IP67
     Как работает термосопротивление?3194250 ммIP67
           Как работает термосопротивление?310570 мм
120 мм
220 мм
IP54
           Как работает термосопротивление?3015200 ммIP54
     Как работает термосопротивление?3005Pt 1000
Pt 500
Pt 100
50M
IP54
           Как работает термосопротивление?3225Pt 1000
Pt 500
Pt 100
50M

Условно-графическое обозначение

На схемах УГО термистора могут незначительно отличаться, но главный признак термосопротивления – символ t рядом с прямоугольником, символизирующим резистор. Без этого символа не определить, от чего зависит сопротивление – схожее УГО имеют, например, варисторы (сопротивление определяется приложенным напряжением) и другие элементы.

Условно-графическое обозначение термистора на электрическойсхеме.

Иногда на УГО наносят дополнительное обозначение, определяющее категорию терморезистора:

  • NTC для элементов с отрицательным ТКС;
  • PTC для позисторов.

Эту характеристику иногда обозначают стрелками:

  • однонаправленными для PTC;
  • разнонаправленными для NTC.

Условно-графическое обозначение NTC и PTC термисторов.

Литерное обозначение может быть различным – R, RK, TH и т.п.

Как проверить термистор на работоспособность

Первая проверка исправности термистора – измерение номинального сопротивления обычным мультиметром. Если замер ведется при комнатной температуре, которая не очень отличается от +25 °С, то и измеренное сопротивление не должно существенно отличаться от указанного на корпусе или в документации.

Если температура окружающего воздуха выше или ниже указанного значения, надо взять небольшую поправку.

Можно попытаться снять температурную характеристику термистора – чтобы сравнить её с заданной в документации или чтобы восстановить её для элемента неизвестного происхождения.

Есть три температуры, доступные для создания с достаточной точностью без измерительных приборов:

  • тающий лед (можно взять в холодильнике) – около 0 °С;
  • человеческое тело – около 36 °С;
  • кипящая вода – около 100 °С.

По этим точкам можно нарисовать приблизительную зависимость сопротивления от температуры, но для позисторов это может не сработать – на графике их ТКС, есть участки, где R температурой не определяется (ниже опорной температуры). Если термометр имеется, можно снять характеристику по нескольким точкам – опустив терморезистор в воду и нагревая её. Через каждые 15…20 градусов надо замерять сопротивление и наносить значение на график. Если надо снять параметры выше 100 градусов, вместо воды можно использовать масло (например, автомобильное – моторное или трансмиссионное).

Типовые зависимости сопротивления от температуры.

На рисунке изображены типовые зависимости сопротивлений от температуры – сплошной линией для PTC, штриховой – для NTC.

Где применяются

Самое очевидное применение терморезисторов – в качестве датчиков для измерения температуры. Для этой цели пригодны как термисторы с характеристикой NTC, так и PTC. Надо лишь выбрать элемент по рабочему участку и учесть характеристику термистора в измерительном приборе.

Можно построить термореле – когда сопротивление (точнее, падение напряжения на нём) сравнивается с заданным значением, и при превышении порога происходит переключение выхода. Такой прибор можно применять в качестве устройства теплового контроля или пожарного датчика. Создание измерителей температуры основано на явлении косвенного нагрева – когда терморезистор нагревается от внешнего источника.

Также в сфере использования термосопротивлений используется прямой нагрев – термистор нагревается током, проходящим через него. NTC-резисторы таким способом можно применить для ограничения тока – например, при зарядке конденсаторов большой ёмкости при включении, а также для ограничения тока пуска электродвигателей и т.п. В холодном состоянии термозависимые элементы имеют большое сопротивление. Когда конденсатор частично зарядится (или электродвигатель выйдет на номинальные обороты), термистор успеет нагреться протекающим током, его сопротивление упадет, и он перестанет оказывать влияние на работу схемы.

Таким же способом можно продлить срок службы лампы накаливания, включив последовательно с ней терморезистор. Он ограничит ток в самый сложный момент – при включении напряжения (именно в это время большинство ламп выходит из строя). После прогрева он перестанет оказывать влияние на лампу.

Для защиты электродвигателей во время работы служат, наоборот, термисторы с положительной характеристикой. Если ток в цепи обмотки будет повышаться из-за заклинивания двигателя или превышения нагрузки на валу, PTC-резистор нагреется и ограничит этот ток.

Термисторы с отрицательным ТКС, также можно использовать в качестве компенсаторов нагрева других компонентов. Так, если параллельно резистору, задающему режим транзистора и имеющему положительный ТКС, установить NTC-термистор, то изменение температуры подействует на каждый элемент противоположным образом. В результате действие температуры компенсируется, и рабочая точка транзистора не сместится.

Существуют комбинированные приборы, называемые терморезисторами с косвенным нагревом. В одном корпусе такого элемента расположены термозависимый элемент и нагреватель. Между ними существует тепловой контакт, но гальванически они развязаны. Изменяя ток через нагреватель, можно управлять сопротивлением.

Терморезисторы с различными характеристиками широко используются в технике. Наряду со стандартными применениями, их сферу работы можно расширять. Все ограничивается только фантазией и квалификацией разработчика.

Предыдущая
РазноеЧем отличается УЗО от дифавтомата
Будет интересно➡  Автоматические выключатели
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять