Прецизионные платиновые термопреобразователи сопротивления

Материал из Контрольно-измерительные приборы и автоматики
Перейти к: навигация, поиск

Для изготовления прецизионных платиновых термопреобразователей сопротивления используют очень чистую платину.

ТКС прецизионных ТСП

Показателем чистоты платины и отсутствия в ней механических напряжений служит ее температурный коэффициент сопротивления (ТКС) или отношение W100 = R100/R0, где R100 и R0 — сопротивление ТСП при 100 и 0 °С соответственно.

Максимальное значение W100 для очень чистой и отожженной платины равно 1,39289.

Поскольку стабильность платиновых термопреобразователей сопротивления тем выше, чем чище использованная в нем платина и чем меньше механические напряжения в ней, прецизионные платиновых термопреобразователей сопротивления должны иметь W100 ≥ 1,3925.


Чувствительный элемент прецизионных ТСП

Чувствительный элемент прецизионных платиновых термопреобразователей сопротивления представляет собой бифилярную спираль из платиновой проволоки, укреплённую на каркасе из кварца или уложенную в кварцевые трубки.

Закрепление чувствительного элемента выполняется таким образом, чтобы свести к минимуму механические напряжения в платиновой проволоке при ее расширении и сжатии в период измерений, обусловливаемые разностью температурных коэффициентов линейного расширения платины и материала каркаса.

Механические напряжения, возникшие в платине при изготовлении чувствительных элементов, снимают отжигом, т.е. нагревом термометра сопротивления до температуры 800…850 °С и выдержкой при этой температуре около 1 ч.

Для температур ниже 630 °С чувствительные элементы изготавливают из проволоки диаметром 0,05…0,2 мм, для температур выше 630 °С — из проволоки диаметром 0,3…0,6 мм. Увеличение диаметра позволяет уменьшить отношение поверхности чувствительного элемента к его объему и тем самым снизить влияние распыления платины при высоких температурах. Чувствительный элемент размещают в кварцевой пробирке, которая заполняется сухим воздухом, а затем герметизируется.


Стержневые и капсульные прецизионные ТСП

Файл:2-04-002.png
2.4.2. Конструкция чувствительного элемента стержневого платинового термопреобразователя сопротивления

Прецизионные платиновые термопреобразователи сопротивления делятся на:

  • стержневые — для температур выше 0 °С, которые имеют номинальное значение сопротивления R0 = 10 Ом, а зарубежные также и 25 Ом,
  • капсульные — для температур ниже 0 °С, которые имеют R0 = 100 Ом.

Все детали платиновых термопреобразователей сопротивления выполняют из материалов, не загрязняющих платину. Схематичное изображение стержневого платинового термопреобразователя сопротивления приведено на рис. 2.4.2.

Зависимость сопротивления ТСП от температуры

Зависимость сопротивления платиновых термопреобразователей сопротивления (ТСП) от температуры в диапазоне 0…630 °С хорошо аппроксимируется полиномом второй степени:

Rt = R0·(1 + A·t + B·t²),

где Rt и R0 — сопротивление ТСП при температуре t и 0 °С соответственно; А и В — коэффициенты (В < 0).

Для температур ниже 0 °С справедливо соотношение

Rt = R0·(1 + A·t + C·(t − 100)·t³),

При построении и передаче МПТШ—68 для определения температуры пользуются более сложными соотношениями.


Применение ТСП в промышленности

Прецизионные платиновые термопреобразователи сопротивления довольно хрупкие, боятся ударов, вибраций, так как это может привести к механическим напряжениям в ЧЭ, замыканию его витков или разрушению оболочки.

Для измерений температуры в промышленности разработаны и серийно выпускаются Технические ТСП. Они обладают высокой механической прочностью и надежностью.


Платиновые термопреобразователи сопротивления:

Медные термопреобразователи сопротивления