Термоэлектрические датчики

Термоэлектрические датчики обычно называются термопарами. Принцип их действия заключается в следующем. Если места соединения двух разнородных проводников 1 я 2 (рис. 21,в) имеют разные температуры O1 и в цепи возникает электрическое напряжение U, пропорциональное разности и зависящее от материала проводников.

Благодаря малой инерционности термопары применяют главным образом для измерения высоких (до 1600°) и быстроменяющихся температур.

Термопары применяют в устройствах дистанционного измерения и автоматического регулирования температуры. Во «тором случае часто используют электронные автоматические потенциометры.

Величину чувствительности термопары для требуемого интервала измерения температуры определяют по характеристикам термопар (табл. 9), даваемых в паспорте или каталогах заводами-изготовителями.

За последнее время для измерения температуры находят применение полупроводниковые приборы, меняющие электропроводность при изменении температуры. Такие полупроводники получили название термисторов. При возрастании температуры проводимость термисторов резко увеличивается (сопротивление уменьшается).

Зависимость между сопротивлением R и температурой T по- полупроводников выражается формулой:

где:
А и В - постоянные величины;
T-абсолютная температура.

Температурный коэффициент термисторов

т.-е. уменьшается с увеличением температуры. Чувствительность термисторов в б-10 раз выше, чем металлических термосопротивлений.

Материалом для изготовления термисторов обычно служат окислы меди, марганца, никеля, кобальта и других металлов.
Термочувствительные датчики подразделяются на измерительные, прямого и косвенного подогрева, специальные.

Измерительный термистор (рис. 22,а) представляет собой датчик небольшого размера. В стеклянном баллоне диаметром около 3 мм и длиной 7-9 мм имеются дік- вольфрамовые нити 3 и 5, присоединенные к бусинке 4 полупроводника. Присоединение термистора к аппаратуре осуществляется двумя медными проводниками 1 я 6. Небольшие размеры датчиков обеспечивают их сравнительно малую инерционность (сотые и десятые доли секунды).

Термистор прямого подогрева напоминает стеклянную радиолампу с укороченным баллоном (рис. 22,6). Чувствительным элементом датчика является тонкая полупроводниковая нить 1, присоединенная к двум проволочным траверсам 2, расположенным внутри стеклянного баллона 3 с октальным цоколем 4. Благодаря свойству сохранять некоторое постоянство напряжения при изменении проходящего тока термисторы прямого подогрева применяются для стабилизации напряжения при малых токах.

Термистор косвенного подогрева (рис. 20, в) отличается от термистора прямого подогрева только тем, что у него вместо двух используются четыре штырька цоколя: два для крепления траверс 1 и 4 присоединения концов полупроводниковой нити 3 и два - для присоединения проволочного спирального подогревателя 2, внутри которого находится полупроводниковая нить. Таким образом, у этого термистора рабочая цепь электрически изолирована от управляющей цепи подогревателя.

Специальные термисторы (рис. 22,г) разнообразны по конструкции. Их полупроводники имеют вид таблетки, трубки, шайбы, стержня и т. п.

Эти термисторы рассчитаны на работу в условиях значительного изменения температур, давления и влажности [57].