Opory cieplne i ich zastosowanie

Gdy płynie prąd elektryczny, w przewodzie wytwarza się ciepło. Część tego ciepła trafia do podgrzewanie samego drutudruga część jest uwalniana do środowiska na drodze konwekcji, przewodnictwa ciepła (przewodniki i nośniki) oraz promieniowania.

W stabilnej równowadze termicznej temperatura i odpowiednio rezystancja przewodnika zależą zarówno od wielkości prądu w przewodniku, jak i od przyczyn wpływających na przenoszenie ciepła do otoczenia. Powody te obejmują: konfigurację i wymiary drutu i kształtek, temperaturę drutu i medium, prędkość medium, jego skład, gęstość itp.

Zależność rezystancji przewodnika od temperatury, prędkości ruchu środowiska, jego gęstości i składu można wykorzystać do pomiaru tych wielkości nieelektrycznych poprzez pomiar rezystancji przewodnika.

Przewód przeznaczony do określonego celu jest przetwornikiem pomiarowym i nazywany jest rezystancją termiczną.

Dla skutecznego wykorzystania oporu cieplnego do pomiaru wielkości nieelektrycznych konieczne jest stworzenie warunków, w których mierzona wielkość nieelektryczna ma największy wpływ na wartości oporu cieplnego, podczas gdy inne wielkości, wręcz przeciwnie, nie miałyby, gdyby możliwe, wpływają na jego trwałość.

Stosując opór cieplny, należy dążyć do ograniczenia wymiany ciepła przez przewodzenie i promieniowanie.

Przy długości drutu znacznie przekraczającej jego średnicę odrzut poprzez przewodność cieplną drutu można pominąć, jeśli różnica temperatur między drutem a medium nie przekracza 100 ° C. Jeśli wskazanych zwrotów ciepła nie można pominąć, są one brane uwzględnić w kalibracji.

Termooporowe przyrządy do pomiaru prędkości przepływu gazu (powietrza) nazywane są anemometrami z gorącym drutem.

Opór cieplny to cienki drut, którego długość jest 500 razy większa od średnicy.

Jeśli umieścimy ten opór w ośrodku gazowym (powietrzu) ​​o stałej temperaturze i przepuścimy przez niego stały prąd, to zakładając, że ciepło jest wydzielane tylko przez konwekcję, otrzymamy zależność temperatury, a więc wielkość oporu cieplnego , od prędkości ruchu strumienia gazu (powietrza)...

Przyrządy powołane są do pomiaru temperatur, gdzie jako przetworniki stosuje się termotransfery termometry rezystancyjne… Służą do pomiaru temperatur do 500 °C.

W takim przypadku temperatura RTD powinna być określona przez temperaturę mierzonego medium i nie powinna zależeć od prądu w przetworniku.

Odporność na ciepło powinna pozbyć się materiałów o wysokiej współczynnik temperaturowy oporu.

Najczęściej stosowana jest platyna (do 500°C), miedź (do 150°C) i nikiel (do 300°C).

Dla platyny zależność rezystancji od temperatury w zakresie 0 — 500 ° C można wyrazić równaniem rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / stopień, gdzie αn = 3,94 x 10-3 1 / stopień , βn = -5,8 x 10-7 1/st

Dla miedzi zależność rezystancji od temperatury w zakresie 150°C można wyrazić jako rt = ro NS (1 + αmT), gdzie αm = 0,00428 1/st.

Zależność odporności niklu od temperatury wyznacza się eksperymentalnie dla każdej marki niklu, ponieważ jej temperaturowy współczynnik oporu może przyjmować różne wartości, a ponadto zależność odporności niklu od temperatury jest nieliniowa.

W ten sposób na podstawie wielkości rezystancji konwertera można określić jego temperaturę i odpowiednio temperaturę otoczenia, w którym znajduje się opór cieplny.

Rezystancja termiczna w termometrach rezystancyjnych to drut nawinięty na ramkę wykonaną z tworzywa sztucznego lub miki, umieszczony w osłonie ochronnej, której wymiary i konfiguracja zależą od przeznaczenia termometru rezystancyjnego.

Do pomiaru rezystancji można użyć dowolnego termometru rezystancyjnego.

do pomiaru temperatury używaj również masowych rezystancji półprzewodnikowych o temperaturowym współczynniku rezystancji około 10 razy większym niż metale (-0,03 — -0,05)1/grad.

Półprzewodnikowe żaroodporne (typu MMT) firmy Ivay wytwarzane są metodami ceramicznymi z różnych tlenków (ZnO, MnO) oraz związków siarki (Ag2S).Mają rezystancję 1000 — 20 000 omów i mogą służyć do pomiaru temperatur od -100 do +120°C.