Главная Промышленные терморезисторы



также определить с -помощью выражения (4.10). Они отличаются большей гибкостью при согласовании с любой требуемой температурной характеристикой сопротивления. Процедура подбора цепей с терморезисторами для получения требуемых температурных характеристик сопротивления подробно описана в 1[2].

Недостатком рассмотренного метода линеаризации терморезистора с применением последовательно или параллельно включенного резистора является заметное уменьшение температурной чувствительности по сравнению с чувствительностью собственно терморезистора. Поэтому ,был предложен метод линеаризации [3] без значительного ухудшения температурной чувствительности самого терморезистора. Он основан па использовании простого делителя напряжения (рис. 4.5), в котором терморезистор заменяется переменным резистором R2. Выходное напряжение такой цепи является нелинейной функцией /?2-

U,=Ud{\+RJR).

(4.11)

Сопротивление R2, которое позволяет получить линейную зависимость выходного напряжения от температуры, можно найти по кривой, построенной на рис. 4.6. Там же приведена типовая температурная характеристика терморезистора с отрицательным


Рис. 4.5. Простая схема делителя напряжения

О 10 20 J0 40 SO 60 70 80 90 100 Температура, "С

Рис. 4.6. Сравнение температурных зависимостей сопротивлений терморезистора и резистора r2, обеспечивающего линейность выходного напряжения делителя:

/ - типовая характеристика терморезистора; 2 - линеаризация характеристики с помощью R2

ТКС. Из сравнения этих характеристик видно, что для согласования обеих кривых достаточна лишь незначительная модификация депи с терморезистором.

Приемлемое согласование с требуемой зависимостью R{T) достигается добавлением еще одной пары терморезистор - постоянный резистор, в результате чего получается цепь, показанная на



рис. 4.7. Значения элементов этой цепи можно найти [3], решд систему уравнений

Rti (Rtz + 2)

Uo~nAUo==Uf

(4.12\

RtI (i?T2 + 2) + 1 (Tl + T2 + 2)

где n = 0, 1,..., UolAUo.

Решение этих уравнений отличается громоздкостью, и расче Rl и R2, позволяющих согласовать характеристики двух терморе зисторов, необходимо выполнять с применением ЭВМ. При пользовании подобных цепей с двумя терморезисторами необходд мая линейность характеристик достигается при температу1 100° С, т. е. приблизительно в 2 раза большем, чем при иопользо! вании цепей из одного терморезистора и нескольких постоянны резисторов. Более точная линеаризация может быть достигнута I помощью аналогичного делителя, но с тремя терморезисторама Погрешности при измерении температуры, обусловленные тако линеаризацией с применением двух- и трехтерморезисторных це* пей, равнялись соответственно ±0,2 и ±0,04°С при температур( 100° С [3].

-


Рис. 4.7. Схема форми- Рис. 4.8 Простая схе- Рис. 4 9. Мостовая схе-

рования сигналов с дву- ма измерения темпера- ма Уитстона для нзме-

мя терморезисторамн туры с применением рения температуры

терморезнстора

4.2. Измерение температуры

Терморезисторы предпочтительны для точного измерения температуры в дистанционных или малогабаритных устройствах или там, где требуется измерение малых перепадов температуры. Их; также применяют и для менее точных измерений температуры, когда нужно минимизировать общую стоимость системы, ибо высокая чувствительность терморезисторов ведет к упрощению электрических схем и контрольно-измерительных приборов.

Наиболее простым методом измерения температуры с помощью терморезистора являются непосредственное определение его сопротивления и нахождение температуры по таблицам или температурным характеристикам сопротивления. Однако употребление промышленных терморезисторов со стандартными температурными характеристикам приведет к большим погрешностям вслед-



вие больших допусков как на сопротивления, так и на ТКС при-бооов Поэтому для получения приемлемых результатов требуются точные градуировочиые кривые, подобные тем, которыми снабжают прецизионные или «подогнанные по кривой» терморезисторы. Если принять меры, чтобы значение измерительного тока не превышало рекомендованного изготовителем, то, пользуясь всего лишь герморезистором и его калибровочной кривой, можно измерять температуры с точностью от ±0,25 до ±1,0° С.

Другая электрическая схема для измерения температуры ири-ведена на рис. 4.8. В этом случае терморезистор вместе с последовательно соединенным миллиамперметром подключен к источнику напряжения, причем миллиамперметр прокалиброван в градусах по известному эталону. Если сопротивление источника мало, как, например, у аккумуляторной батареи, то последовательное включение соответствующего постоянного резистора обеспечит более линейное изменение тока с температурой Хотя чувствительность такой схемы относительно низкая и шкала измерительного прибора становится неравномерной, ее применение тем не менее целесообразно, если измеряемая температура не превышает приблизительно 40° С. Эта схема широко применяется в автомобильной промышленности для измерения температуры жидкости, используемой для охлаждения двигателя.

Самым эффективным методом прецизионного измерения температуры с помощью терморезистора является его включение совместно с корректирующей цепью или без нее в одно из плечей моста Уитстона, как это показано на рис. 4.9. Такое включение одновременно позволяет избежать «сжатия» шкалы измерительного прибора.

Мостовая схема описывается следующими уравнениями:

0 = 7?g/g4-7?/i-7?3/2.

Исключив токи h и /2, получим

/ 1Уь JRi Rs - R2 R)

R ii R2 + RiRs + R2 Rs + R2Rg + Rs Rg)+Ri {R2R3+R2 Rs+Rs Rg)

(4.13)

Выражение (4.13) можно переписать так:

pR+q

где /, m, p, q ~ постоянные.

Это уравнение можно перегруппировать следующим образом:

+ const (4.15)

R + qlP



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0129