Θερμικές αντιστάσεις και χρήση τους

Όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, παράγεται θερμότητα στο καλώδιο. Κάποια από αυτή τη ζέστη πηγαίνει σε θέρμανση του ίδιου του σύρματοςτο άλλο μέρος απελευθερώνεται στο περιβάλλον με συναγωγή, αγωγή θερμότητας (αγωγοί και φορείς) και ακτινοβολία.

Σε μια σταθερή θερμική ισορροπία, η θερμοκρασία και, κατά συνέπεια, η αντίσταση του αγωγού εξαρτώνται τόσο από το μέγεθος του ρεύματος στον αγωγό όσο και από τις αιτίες που επηρεάζουν τη μεταφορά θερμότητας στο περιβάλλον. Αυτοί οι λόγοι περιλαμβάνουν: τη διαμόρφωση και τις διαστάσεις του σύρματος και των εξαρτημάτων, τη θερμοκρασία του σύρματος και του μέσου, την ταχύτητα του μέσου, τη σύνθεση, την πυκνότητά του κ.λπ.

Η εξάρτηση της αντίστασης του αγωγού από τη θερμοκρασία, την ταχύτητα κίνησης του περιβάλλοντος, την πυκνότητα και τη σύνθεσή του μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση αυτών των μη ηλεκτρικών μεγεθών μετρώντας την αντίσταση του αγωγού.

Ο αγωγός που προορίζεται για τον καθορισμένο σκοπό είναι ένας μορφοτροπέας μέτρησης και ονομάζεται θερμική αντίσταση.

Για την επιτυχή χρήση της θερμικής αντίστασης για τη μέτρηση μη ηλεκτρικών μεγεθών, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν συνθήκες στις οποίες η μετρούμενη μη ηλεκτρική ποσότητα έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στις τιμές θερμικής αντίστασης, ενώ άλλες ποσότητες, αντίθετα, όχι, εάν είναι δυνατό, επηρεάζουν τη βιωσιμότητά του.

Όταν χρησιμοποιείται θερμική αντίσταση, θα πρέπει να στοχεύετε στη μείωση της μεταφοράς θερμότητας μέσω της αγωγιμότητας του σύρματος και της ακτινοβολίας.

Με ένα μήκος σύρματος που υπερβαίνει σημαντικά τη διάμετρό του, η ανάκρουση μέσω της θερμικής αγωγιμότητας του σύρματος μπορεί να παραμεληθεί εάν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του σύρματος και του μέσου δεν υπερβαίνει τους 100 ° C. Εάν οι υποδεικνυόμενες επιστροφές θερμότητας δεν μπορούν να αγνοηθούν, λαμβάνονται υπόψη κατά τη βαθμονόμηση.

Οι συσκευές θερμικής αντίστασης για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής αερίου (αέρα) ονομάζονται ανεμόμετρα θερμού σύρματος.

Η θερμική αντίσταση είναι ένα λεπτό σύρμα του οποίου το μήκος είναι 500 φορές η διάμετρος.

Εάν τοποθετήσουμε αυτήν την αντίσταση σε ένα αέριο (αέρας) μέσο σταθερής θερμοκρασίας και περάσουμε ένα σταθερό ρεύμα μέσα από αυτό, τότε, υποθέτοντας ότι η θερμότητα απελευθερώνεται μόνο με συναγωγή, λαμβάνουμε την εξάρτηση της θερμοκρασίας και επομένως το μέγεθος της θερμικής αντίστασης , στην ταχύτητα κίνησης της ροής αερίου (αέρα)...

Τα όργανα ονομάζονται για τη μέτρηση θερμοκρασιών, όπου οι θερμικές μεταφορές χρησιμοποιούνται ως μετατροπείς θερμόμετρα αντίστασης… Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών έως 500 °C.

Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμοκρασία RTD θα πρέπει να προσδιορίζεται από τη θερμοκρασία του μετρούμενου μέσου και δεν θα πρέπει να εξαρτάται από το ρεύμα στον μορφοτροπέα.

Αντοχή στη θερμότητα πρέπει να απαλλαγούμε από υλικά με υψηλή συντελεστής αντίστασης θερμοκρασίας.

Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη πλατίνα (έως 500 ° C), χαλκός (έως 150 ° C) και νικέλιο (έως 300 ° C).

Για την πλατίνα, η εξάρτηση της αντίστασης από τη θερμοκρασία στην περιοχή 0 — 500 ° C μπορεί να εκφραστεί με την εξίσωση rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / βαθμό, όπου αn = 3,94 x 10-3 1 / βαθμός , βn = -5,8 x 10-7 1 / deg

Για τον χαλκό, η εξάρτηση της αντίστασης από τη θερμοκρασία εντός 150 ° C μπορεί να εκφραστεί ως rt = ro NS (1 + αmT), όπου αm = 0,00428 1 / deg.

Η εξάρτηση της αντίστασης νικελίου από τη θερμοκρασία προσδιορίζεται πειραματικά για κάθε μάρκα νικελίου, καθώς ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης μπορεί να έχει διαφορετικές τιμές και επιπλέον, η εξάρτηση της αντίστασης νικελίου από τη θερμοκρασία είναι μη γραμμική.

Έτσι, από το μέγεθος της αντίστασης του μετατροπέα, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η θερμοκρασία του και, κατά συνέπεια, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται η θερμική αντίσταση.

Η θερμική αντίσταση στα θερμόμετρα αντίστασης είναι ένα σύρμα τυλιγμένο σε πλαίσιο κατασκευασμένο από πλαστικό ή μαρμαρυγία, τοποθετημένο σε προστατευτικό κέλυφος, οι διαστάσεις και η διαμόρφωση του οποίου εξαρτώνται από τον σκοπό του θερμομέτρου αντίστασης.

Για τη μέτρηση της αντίστασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε θερμόμετρο αντίστασης.

για τη μέτρηση των θερμοκρασιών, χρησιμοποιήστε επίσης αντιστάσεις ημιαγωγών με συντελεστή θερμοκρασίας περίπου 10 φορές μεγαλύτερο από αυτόν των μετάλλων (-0,03 — -0,05)1/χαλάζι.

Η αντίσταση στη θερμότητα ημιαγωγών (τύπου MMT) που κατασκευάζει η Ivay παράγονται με κεραμικές μεθόδους από διάφορα οξείδια (ZnO, MnO) και ενώσεις θείου (Ag2S).Έχουν αντίσταση 1000 — 20.000 ohms και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση θερμοκρασιών από -100 έως + 120 ° C.