Термистор

Термистор (thermistor), т. е.температурно-зависимый резистор, изготавливается из полупроводникового материала, имеющего отрицательный температурный коэффициент и высокую чувствительность. Его сопротивление нелинейно зависит от температуры

где Т- температура в градусах Кельвина, R0 — сопротивление при опорной температуре Т0 (обычно 298 °К, т. е. 25 °С ), а Р - постоянная (обычно 3000-5000 °К). Наклон кривой R-Т(рис. 2.15) соответствует температурному коэффициенту а, который, в свою очередь, является функцией температуры

Значение коэффициента а обычно лежит в диапазоне от -0.03 до -0.06 К↑-1 при 25°С (298К).

Из-за конечного сопротивления термистора при протекании по нему тока выделяется тепло. Энергия, выделяемая в термисторе при 25 °С, имеет обычно порядок 0.002 мВт. При постоянной рассеяния около 1 мВт/ °С температура датчика будет повышаться на 1 °С (на воздухе) на каждый милливатт рассеиваемой мощности.

Термистор не является точным датчиком температуры. Однако, благодаря своей чувствительности, он используется для измерений малых отклонений температуры. Это устройство довольно надежно как механически, так и электрически. Нелинейное выходное напряжение термистора должно быть преобразовано в линейную зависимость от температуры. Это можно сделать с помощью аналогового устройства или программным способом. Программными средствами можно непосредственно задать градуировочную таблицу или функцию - обратную характеристике термистора. Линейность характеристики можно получить, присоединив к термистору несложные электронные устройства. Термисторы применяются для измерения температур вплоть до 500-600 °С.

Манометрический способ измерения температуры.

П

Рис.2.16.

риняты следующие обозначения:

1 – баллон, находящийся в месте измерения;

2 – рабочая легкокипящая жидкость (фреон);

3 – капилляр;

4 – сильфонная камера;

5 – шток;

6 – стрелочный указатель;

7 – преобразователь перемещения в электрический сигнал (потенциометр).

8 – показывающее устройство

В качестве рабочей жидкости применяется фреон, который легко воспламеняется и имеет хороший коэффициент расширения.

Принцип действия:

При повышении температуры баллона внутри него повышается давление. Сильфон изменяет свои размеры, и механическое перемещение через шток 5 передается на стрелочный указатель и преобразователь 7.

Измерение расхода

Измерение расхода (flow rate) играет жизненно важную роль в промышленности. Несмотря на большую потребность в качественных датчиках расхода, точность этих устройств до сих пор оставляет желать лучшего. Однако постоянно повышающиеся требования к качеству продукции во многих областях производства обусловливает необходимость прямых и точных методов измерения расхода. Иногда оправдано применение даже очень дорогих датчиков.

Измерение расхода базируется на физических свойствах движущейся жидкости связанных либо с массой, либо с объемом. В случае однородной несжимаемой жидкости эти два показателя связаны через плотность р:

Однако многие жидкости, применяемые в промышленности, не имеют постоянной плотности, или ее трудно определить. Примером является сырая нефть, представляющая собой на выходе из скважины смесь собственно нефти (которая сама по себе - сложная смесь жидких и твердых углеводородов), воды, песка, других сопутствующих веществ, растворенного воздуха и пузырьков попутного газа. Большинство методов измерения расхода основано на объемных показателях. Ниже кратко рассмотрены некоторые из них, а также методы, связанные с измерением массового расхода. Во многих случаях интерес представляет не только мгновенное значение расхода, но и общее количество жидкости, прошедшее через точку измерения (например, для расчета платежей). Измерительный прибор в этом случае называется расходомером (flowmeter).