Платиновые термометры сопротивления:

а — Барбера, б - Мейера, в - Стрелкова; 1 - защитная гильза, 2 - отвер­стие для удаления воздуха и заполнения гелием, 3 - изогнутая стеклян­ная трубка, 4 - платиновый чувствительный элемент, 5,6 - крестообраз­ные слюдяной и стеклянный каркасы

Гильза предохраняет чувствительный элемент от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Надежность термометров сопротивления во многом определяется механической прочностью конструкции, степенью герметичности гильзы и качеством изготовления чувствительного элемента. При значительной длине чувствительного элемента (несколько сантиметров) термометр сопротивления, помещенный в среду с неравномерной температурой, измеряет некоторую среднюю температуру.

Достоинствами термометров сопротивления являются высокая точность измерения температуры и возможность выпуска измеритель­ных приборов для них со стандартной градуировкой шкалы. Термомет­ры сопротивления применяют в комплекте с логометрами, автоматичес­кими уравновешенными мостами и автоматическими компенсационными приборами, шкалы которых отградуированы в градусах Цельсия. Градуировка прибора должна соответствовать градуировке термометра сопротивления.

Приборы для измерения и регулирования температуры

В настоящее время используется довольно много различных автома­тических терморегулирующих и измерительных приборов, среди кото­рых в полупроводниковом производстве наиболее широко использу­ются автоматические потенциометры и уравновешенные мосты.

Автоматические потенциометры применяются в термических установках для измерения, записи, сигнализации или регулирования температуры и работают в комплекте с термоэлектричес­кими преобразователями (термопарами). Для сигнализации и регулиро­вания температуры автоматические потенциометры снабжаются допол­нительными устройствами. По конструкции автоматические потенцио­метры бывают показывающие (КПП1, КВШ), а также показывающие и самопишущие с ленточной (КСП1, КСП2, КСП4) или дисковой (КСПЗ) диаграммой. Автоматические потенциометры с ленточной диаграммой служат для измерения и записи температуры как в одной, так и в не­скольких (2, 3, 6 и 12) точках, а с дисковой - только в одной точке.

Многоточечные самопишущие приборы имеют каретку с печатающим устройством (механизмом) для одно- или многоцветной записи и двух­полюсный переключатель, автоматически подключающий к измеритель­ной схеме потенциометра все присоединенные термопары. Измеряемая температура записывается на ленточной диаграмме последовательно точ­ками с цифрами соответственно каждой термопаре.

В одноточечных самопишущих приборах записывающее устройство (перо, шариковая ручка) регистрирует измеряемую температуру непре­рывной линией на движущейся бумажной ленте.

Промышленностью выпускаются автоматические потенциометры высоких классов точности: 0,25; 0,5 и 1,0.

В полупроводниковом производстве широко применяют потен­циометры постоянного рабочего тока, обладающие высокой точностью, так как измеренная термопарой термо-эдс сравнивается со стабильной известной эдс нормального элемента. Принцип действия автоматических потенциометров основан на компенсационном методе измерения.

В компенсационную цепь потенциометра постоянного рабочего тока (рисунок ниже) включены регулируемый резистор R, источник питания ИП, реохорд R_p со скользящим контактом СК и контрольный резистор R_K, служащий для установления рабочего тока.

Схема потенциометра посто­янного рабочего тока

Переключателем П гальва­нометр Г можно включать в цепь нормального элемента НЭ или термо­пары Т. Чтобы установить определенный рабочий ток в компенсацион­ной цепи, переключатель П включают в цепь нормального элемента НЭ и регулируют его резистором R до тех пор, пока падение напряжения на контрольном резисторе R_K не будет равно эдс нормального элемента. При этом указатель гальванометра устанавливается на нулевой отметке (в середине) шкалы.

Затем переключатель П возвращают в среднее (нейтральное) поло­жение, скользящий контакт СК устанавливают в положение, примерно соответствующее значению измеряемой термо-эдс, включают переключа­тель П в цепь термопары. Наблюдая за отклонением указателя нулевого прибора гальванометра, перемещают скользящий контакт СК"до тех пор, пока указатель не возвратится на нулевую отметку шкалы, т.е. пока компенсирующее напряжение на участке реохорда 7?_р между точками подключения гальванометра и скользящего контакта не будет равно из­меряемой термопарой термо-эдс. Значение термо-эдс отсчитывают по шкале реохорда R_p напротив указателя скользящего контакта СК в тот момент, когда гальванометр показывает отсутствие тока в цепи термопары.

Поэтому при измерении термо-эдс компенсационным методом в це­пи термопары нет падения напряжения, а следовательно, и искажений значения измеряемой термо-эдс. Показания потенциометра при этом не зависят от изменения сопротивления соединительных проводов и термо­пары, что является их существенным преимуществом по сравнению с другими приборами для измерения температуры (например, с милли­вольтметрами). Но значительное увеличение сопротивления внешней цепи уменьшает точность уравновешивания, что снижает чувствитель­ность гальванометра.

Рассмотрим устройство автоматических одноточечных потенциомет­ров КСП2 и КСП4 с ленточной диаграммой (рисунок ниже), измерительная схема которых получает питание 6,3 В от стабилизированного источника ИПС.