Чтобы выполнить надежные измерения температуры, первым делом необходимо выбрать правильный температурный прибор, также известный как датчик температуры. Термопары, термисторы, платиновые термометры сопротивления (RTD) и температурные ИС являются одними из наиболее часто используемых датчиков температуры при испытаниях.
Ниже приводится введение в характеристики термопар и термисторов.
Термопары. Термопары являются наиболее часто используемыми датчиками температуры для измерения температуры. Их основными преимуществами являются широкий температурный диапазон и адаптируемость к различным атмосферным средам. Они также надежны, недороги, не требуют электропитания и являются самым дешевым вариантом. Термопара состоит из двух разных металлических проводов (металл А и металл В), соединенных на одном конце. Когда один конец термопары нагревается, в цепи термопары возникает разность потенциалов. Температуру можно рассчитать, используя измеренную разность потенциалов.
Однако зависимость между напряжением и температурой нелинейна-линейна. Из-за этой нелинейной зависимости требуется второе измерение эталонной температуры (Tref). Преобразование напряжения-температуры затем обрабатывается внутри программного или аппаратного обеспечения испытательного оборудования для окончательного получения температуры термопары (Tx). Оба блока сбора данных Agilent 34970A и 34980A имеют встроенные-возможности измерения и обработки.
Короче говоря, термопары — это самые простые и универсальные датчики температуры, но они не подходят для высокоточных-измерений и приложений.
С другой стороны, в термисторах используются полупроводниковые материалы, и они в основном имеют отрицательный температурный коэффициент, что означает, что их сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Изменения температуры вызывают большие изменения сопротивления, что делает их наиболее чувствительными датчиками температуры. Однако термисторы имеют крайне плохую линейность и сильно зависят от производственного процесса. Производители не предоставляют стандартизированных профилей термисторов.
Термисторы очень маленькие и быстро реагируют на изменения температуры. Однако им требуется источник тока, а их небольшой размер делает их чрезвычайно чувствительными к ошибкам само-нагревания.
Термисторы измеряют абсолютную температуру по двум проводам, обеспечивая хорошую точность, но они дороже термопар, а их измеряемый температурный диапазон меньше. Обычно используемый термистор имеет сопротивление 5 кОм при температуре 25 градусов, при этом изменение температуры на 1 градус вызывает изменение сопротивления на 200 Ом. Обратите внимание, что сопротивление провода 10 Ом вносит лишь незначительную погрешность в 0,05 градуса. Он идеально подходит для задач контроля тока, требующих быстрого и чувствительного измерения температуры. Его небольшой размер удобен для приложений,-ограниченных по пространству, но необходимо предотвратить ошибки самонагревания.
Термисторы также имеют свои собственные методы измерения. Их небольшой размер является преимуществом; они быстро стабилизируются и не создают термической нагрузки. Однако это также делает их менее надежными, а большие токи могут вызвать само-нагрев. Поскольку термистор является резистивным устройством, любой источник тока будет выделять тепло из-за мощности. Мощность равна произведению квадрата тока на сопротивление. Поэтому необходимо использовать небольшой источник тока. Воздействие высокой температуры приведет к необратимому повреждению термистора.
Это введение в два типа приборов для измерения температуры призвано помочь вам в работе и учебе.