10. Принцип работы мостовой схемы включения и компенсационной схемы включения терморезистивного термометра.

Электрические термометры сопротивления применяются в авиации для измерения температу­ры масла и воздуха внутри и снаружи кабин.

Принцип действия термометра сопротивления основан на изменении электрического сопротивления металлов или полупроводников в зависимости от температуры.

Принципиальная схема термометра сопротивления показана на рис.1

Рис.1. Принципиальная схема термометра сопротивления:

1 – приемник, 2 – указатель.

Прибор состоит из приемника 1 с теплочувствительным элементом, воспринимающий измеряемую температуру, и указателя 2, расположенного на приборной доске и соединенного с приемником электропроводкой.

Выбор материала для термочувствительного элемента обусловливается удобством изготовления, надежностью, чувствительностью, однозначной зависимостью R() и отсутствием воздействия среды на чувствительный элемент. Этим требованиям удовлетворяют металлы – медь, никель, железо и платина и полупроводниковые – хлориды и карбиды; окислы урана, никеля, марганца, бор, кремний, германий, теллур и др.

Измерение температуры в электрическом термометре сопротивления сводится к измерению электрического сопротивления, которое может быть осуществлено с помощью гальванометра, логометра или компенсационным методом.

Гальванометрические схемы не применяются из-за погрешностей, вызываемых колебаниями напряжения бортовой сети. Наиболее точен компенсационный метод, но он относительно сложен, поэтому преобладающее применение в авиации нашли логометрические схемы, обеспечивающие необходимую для термометров точность (порядка 2 %).

Термометры сопротивления с логометрическими указателями широко применяются в авиации для измерения температуры воды, масла, окружающего воздуха и т.п. Терморезисторные термометры строятся на принципе прямого (рис. 2) и уравновешивающего (рис. 3) преобразования. В первом случае цепочка преобразования имеет вид

,

где ΔR- изменение сопротивления первичного преобразователя; ΔU- напряжение рассогласования моста; - отношение токов в рамках логометра и φ - отклонение стрелки.

В термометре уравновешивающего преобразования последовательность преобразования будет

где ΔR_ и ΔR - изменение сопротивлений терморезистора и схемы; ΔU- разбаланс схемы; U - напряжение на выходе усилителя; I - сила тока в обмотке двигателя; φ₁- угол отклонения вала двигателя.

Преимущество приборов уравновешенного преобразования – независимость показаний от напряжения питания моста и от температуры окружающей среды.

Рис..2. Схема прямого преобразования:

R₀- терморезистор; R₁, R₂, R₃, R₄, R₆, R₇-сопротивление моста; R_д – добавочное сопротивление; R_к1, R_к2- сопротивление рамок логометра.

Рис. 3. Схема уравновешивающего преобразования: R – терморезистор; R₁, R₂, R₃,-сопротивление моста; R - балансировочное сопротивление; Д- двигатель уравновешивания.

Для металлов обычно принимают, что сопротивление является линейной функцией температуры, т.е.

, (*)

где R и R₀ – сопротивления, соответствующие температурам θ и θ₀; α– температурный коэффициент сопротивления.

Уравнение (*) справедливо при малых отклонениях температуры.