Главная Промышленные терморезисторы



не зависят от мощности подогрева. Однако при мощности Ti 3 мВт функция K{v) перестает быть монотонной и резко Гоастает при малых изменениях скорости.

13 5] рассматриваются практические аспекты применения

пморезисторов для измерения скоростей потоков жидкостей и га-ов На рис. 5.5 показан расходомер с бусинковый терморезисто-пм [71, который является типичным лабораторным прибором, ппедназначенным для измерения скорости потока воздуха в диапазоне 2-600 см/с и скорости воды в интервале 0,02--6 см/с с погрешностью ще более ±3%. Недостатком это- } го расходомера является необходимость помещения его п термостатированную ванну для сохранения точности его показаний.

Авторы [8] решили проблему изменения температуры жидкости, используя бусинковый терморезистор одновременно как датчик температуры и скорости И внося поправки в показания датчика скорости на изменения температуры окружающей среды.

Рис. 5 5. Терморезисторный расходомер для жидкостей и газов [7]:

/ - соединитель, - электрический кабель; 5 - стеклянная пробка; 4 -\ровонь в термостатированной ванне, 5 - держатель трубки, 6 - бусинковый терморезистор, 7 - стеклянная измерительная трубка, (5 - стабилизатор температуры


Более простое решение предложено в [9]. Оно основано на использовании согласованных терморезисторов для температурной компенсации в смежных плечах измерительного моста Уитстона. Первоначально, во избежание саморазогрева компенсирующего терморезистора, для компенсации применяли матрицу из 4X4 последовательно-параллельно соединенных терморезисторов. Хотя этот способ обеспечивал приемлемую термокомпенсацию при изменении температуры на 10° С, было установлено, что простой измерительный мост не позволяет получить стабильное выходное напряжение при данной скорости, особенно если она низкая. Эта погрешность вызывается колебаниями тока прямого подогрева терморезистора, являющегося датчиком скорости потока, и может быть устранена лишь применением терморезистора косвенного подогрева, снабженного соответствующей обмоткой. От этих недостатков свободен расходомер с одним согласованным терморезистором, включенным в оконечную измерительную цепь для температурной компенсации (рис. 5.6). С его помощью измеряли скорость потока воды в интервале 0,1-100 см/с с погрешностью не более ±5% при изменении ее температуры на 10° С.

На рис. 5.7 приведена более современная схема, содержащая

торой терморезистор для термокомпенсации [10]. Она применялась для измерения скорости воздуха в интервале 0-500 см/с с

ысокой чувствительностью при скоростях ниже 80 см/с и в качест-



ве чувствительного элемента снабжена бусинковым терморезисто- ром, работающим в режиме постоянной температуры.

В некоторых случаях терморезисторы прямого подогрева используют только для обнаружения движения воздуха без измерения его скорости. Например, такие устройства попользуются для

ста/тализированиое нопрятение *iob постоянного тона

7,? к чшанока на ндль

JeMnepamiip пая ном пен сация

bcw1

74 г

Рис. 5 6

Рис. 5.7

Рис. 5 6. Мостовая схема с автоматической компенсаиией температуры на терморезисторе косвенного подогрева:

я - нагреватель, Hji = Hj2=10 кОм при 25°С; B = 10 кОм, В2=20 кОм

Рис. 5.7. Схема измерения скорости воздуха [10]

обнаружения прекращения движений или дыхания у преждевременно родившихся детей. Ребенка помещают на надувной матрац с ячеистой структурой, и каждую ячейку соединяют с центральным трубопроводом, содержащим терморезистор прямого подогрева. Движения ребенка (в том числе и вызываемые дыханием) приводят к переходу воздуха из одной ячейки в другую и его перемещению относительно терморезистора. Любое прекращение этих слабых воздушных потоков воспринимается терморезистором и проявляется как изменение его сопротивления, которое через цепь вре-. менной задержки заставляет срабатывать блок аварийной сигнализации, оповещающей медицинский персонал о необходимости устранения неблагоприятных условий для ребенка.

Аналогичный принцип был использован для контроля артериального пульса в пальце, чтобы определить частоту биения сердца или (при использовании специальной надувной манжеты) измерить кровяное давление [11]. Воздушная линия через узкую трубку, содержащую терморезистор косвенного подогрева, надувает об-резиненную манжету, окружающею палец. Движение воздуха & манжете под действием артериального пульса вызывает флуктуации сопротивления терморезистора. Изменения напряжения на терморезисторе поступают в усилитель, а затем в прибор, регистрирующий мгновенное давление крови пациента. Известны и другие случаи применения терморезисторов в медицине, в том числе для



измерения тока крови в головном мозге ([12], в сердце [13] и главных артериях [13].

Измерение и регулирование уровня жидкости. В промышлен-пройзводстве часто требуется измерять уровень жидкости в "азличных сосудах и на основе полученных сведений регулировать Pg уровень в заданных пределах. Выходной сигнал с уровнемера поступает в электрическую схему, которая управляет работой насоса," вентиля или системы аварийных сигнализаторов. В ряде случаев, например при использовании в резервуарах для хранения жидкости, -может потребоваться только индикация уровня.

Существует пять основных методов измерения уровня жидкости: визуальный, поплавковый, зондовый (контактный), радиационный и манометрический. Электрические или электронные датчики относятся к категории контактных, и их работа основана на таких явлениях, как электрическое сопротивление, емкость, ультразвук, радиоактивность, давление и теплопроводность. Функционирование терморезисторвых уровнемеров основано на разности теп-лопроводностей жидкости и воздуха или паров над жидкостью. В большинстве случаев терморезисторные уровнемеры используют для контроля наличия или отсутствия жидкости на определенном уровне. Часто для контроля нижнего и верхнего уровней жидкости в резервуарах используют два терморезистора. К жидкостям, уровни которых успешно измерялись с помощью терморезисторов, относятся углеводороды, хладагенты и другие сжиженные газы.

Левин [14] показал, что проблемы, связанные с изменением сопротивления и ТКС угольных резисторов, работающих в жидком гелии, можно устранить применением остеклованных бусинковых терморезисторов для контроля уровня. Терморезистор обматывался манганиновой проволокой, которая служила нагревателем и рассеивала мощность 5 Вт. Когда терморезистор и нагреватель находились только в парах гелия, температура терморезистора повышалась от 4 К до комнатной менее чем за 2 с, тогда как в жидком гелии его температура заметно не изменялась. Разность сопротивлений терморезистора при комнатной температуре (2-10 Ом) и температуре жидкого гелия (более 10 Ом) можно использовать для комхМ\ тации схемы, управляющей системой транспортировки гелия, или для включения индикаторной лампы уровня.

Саломаа [15] также применил терморезисторы прямого подогрева с отрицательным ТКС в автоматических системах перекачки N8*° азота для ускорителей частиц. Имеются также сведения [ibj об использовании терморезисторов прямого подогрева для индикации уровня жидкого фреона в резервуарах. В [17] описано применение множества терморезисторов с отрицательным ТКС, расположенных в различных точках, которые включают измери-ельные приборы или контрольные лампы для ступенчатой инди-нпи уровней углеводородного топлива в резервуарах.

ростейшим уровнемером с терморезистором прямого подогре-торо™ ТКС является делитель напряжения, схема кого приведена на рис. 5.8. Два значения коэффициента рассе-



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


0.0127