Главная Промышленные терморезисторы



индуктивности и ваттметрах [39], а.также в «ерезистивных "тчиках, таких как полярографические электроды с мембранными покрытиями [35].

50 г

1 JO

-20 0 20 W SO 80 Температура, "С

Рис. 4.24. Температурная компенсация ннзко-омной отклоняющей ка-тущкн с помощью терморезистора


2000,

1500

1000


-20 О 20 40 ВО 80 Темпера ура, "С

Рис. 4.25. Температурная компенсация высо-коомной отклоняющей катущкн с помощью терморезистора, щунтн-рованного постоянным резистором

Глава 5

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ ПРЯМОГО ПОДОГРЕВА С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ТКС

Применение терморезисторов прямого подогрева с отрицательным ТКС делится на две большие области. Первая основывается на специфике вольт-амперной характеристики ерморезистора, и ее можно подразделять в зависимости от воздействия на терморезистор. Первая группа охватывает применения в вакуумметрах, анемометрах, индикаторах уровня и измерителях расхода жидкостей, газовых хроматографах и измерителях теплопроводности,

е. в устройствах, которые вызывают изменение коэффициента теплового рассеяния терморезистора. Во вторую группу входят



устройства, основанные на электрическом воздействии, т. е. щ изменении напряжения или полного сопротивления терморезист( ра, что ведет к смещению или повороту нагрузочной прямой переходной вольт-амперной характеристике: регуляторы амплиту ды или частоты генераторов, регуляторы напряжения, ограничите ли громкости речи и устройства расширения и сжатия спектро,) частот. Третья группа устройств основана на тепловом воздейср вии, когда рабочая точка смещается в результате изменения ощ ружающей температуры; сюда относятся регуляторы и сигнализа> торы температуры.

Вторая область применения терморезисторов прямого подогре ва основана прежде всего на использовании временной зависимо сти их тожа. Сюда относятся устройства временной задержки, па давления выбросов и защиты от перегрузок.

5.1. Применения, основанные на изменении коэффициента рассеяния

Если терморезистор разогревается под действием протекающе го через него тока, то его температура становится выше температуры окружающей среды и выделяющееся тепло рассеивается i эту среду. Так ка-к разность температур между прибором и окру жающей средой невелика и в реальных условиях обычно йе прев! шает 100° С, то отвод тепла осуществляется прежде всего за сче теплопроводности и (в незначительной степени) за счет конвекци! в окружающую среду.

Чаще всего терморезисторы окружены жидкой или газообра ной средой. Теплообмен между твердым телом и окружающей ег газообразной или жидкой средой происходит в результате стол! новений свободных частиц среды с телом. Скорость, с которой т« ло, нагретое до температуры выше окружающей среды, отдаё тепло, зависит от плотности этих частиц и от того, стационари эта среда или подвижна. В последнем случае частота соударени выше и интенсивность теплообмена возрастает. 1

Теплопроводность газообразной среды линейно возрастает пр1 изменении давления от вакуума примерно до 10~ кПа, т. е. в о ласти молекулярного истечения. С дальнейшим повышением даЮ ления теплопроводность перестает зависеть от давления, так ка1 вероятность столкновения молекул становится значительно выше Теплопроводность среды изменяется также с ее температурой, i естественная конвекция в среде зависит от разности температуШ тела и окружающей среды. Следовательно, тепло, рассеиваемое терморезистором прямого подогрева, будет слабо зависеть от Гокр

и от Т-Токр. .

Уравнение мгновенного теплопереноса для терморезисторо! прямого подогрева имеет следующий вид:

±E=.p = ui==K(T-T,,)+C-, (5.1)

at di



„ = dHldt - скорость нагревания терморезистора за счет пода-1& него напряжения U и протекания тока I; С - теплоемкость морезистора; i -мгновенное время и К - коэффициент рассея-Т1я терморезистора.

Когда теплота, подводимая к терморезистору, равна теплоте, тдаваемой им в окружающую среду (т. е. при тепловом равновесия), dT/dtO и уравнение (5.1) упрощается:

Р = К{Т~Т,,,). (5.2)

Если в окружающей среде происходит какое-либо изменение, в результате которого коэффициент рассеяния изменяется от Ki до Кг, то в этом случае происходит временное «арушение теплового равновесия, которое продолжается до тех пор, пока не установится новый стационарный режим. В результате статическая вольт-амперная характеристика, показанная на рис. 5.1, смещается из положения, обозначенного сплошной линией, в положение, обозначенное штриховой линией. Такое смещение характеристики может вызываться изменением скорости потока, давления или природы окружающей среды. Бусинковые терморезисторы обладают чувствительностью к изменению указанных факторов, и это определяет их преимущества при использовании в анемометрах, жидкостных расхо-домерах, вакуумметрах, газовых хроматографах и уровнемерах.

Рис. 5.1. Вольт-амперные характеристи- 5; кн терморезистора с отрицательным ТКС при использовании коэффициента рассеяния в качестве параметра. Окружающая температура н температура элемента схемы фиксированы и К2>К\ -щ 1ок, мп

Измерение скорости потока жидкостей и газов. Выше отмечалось, что коэффициент рассеяния К терморезистора зависит от термодинамических свойств жидкости и ее скорости v относительно терморезистора. В данной жидкости коэффициент К связан с ее скоростью. Для нахождения этой взаимосвязи перепишем уравнение стационарного теплопереноса (6.2) в следующей фол*1е:

K{v)

(5.3)

где Г -температура терморезистора прямого подогрева.

Согласно уравнению (3.7) для постоянной В материала терморезистора можно написать

ТТркр , Roup

3~ 78

Т-То

-гг Т2

""-окр окр .

(5.4)



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


0.0119