Lämmönvastukset ja niiden käyttö
Kun sähkövirta kulkee, johdossa syntyy lämpöä. Osa tästä lämmöstä menee lämmittää itse lankaatoinen osa vapautuu ympäristöön konvektion, lämmönjohtavuuden (johtimet ja kantajat) ja säteilyn vaikutuksesta.
Vakaassa lämpötasapainossa johtimen lämpötila ja vastaavasti vastus riippuvat sekä johtimessa olevan virran suuruudesta että syistä, jotka vaikuttavat lämmön siirtymiseen ympäristöön. Näitä syitä ovat: langan ja liitosten kokoonpano ja mitat, langan ja väliaineen lämpötila, väliaineen nopeus, sen koostumus, tiheys jne.
Johtimen resistanssin riippuvuutta lämpötilasta, ympäristön liikkeen nopeudesta, sen tiheydestä ja koostumuksesta voidaan käyttää näiden ei-sähköisten suureiden mittaamiseen mittaamalla johtimen resistanssi.
Määrättyyn tarkoitukseen tarkoitettu johdin on mittausanturi ja sitä kutsutaan lämpöresistanssiksi.
Jotta lämpövastuksen käyttö onnistuisi ei-sähköisten suureiden mittaamisessa, on luotava olosuhteet, joissa mitatulla ei-sähköisellä suurella on suurin vaikutus lämpövastusarvoihin, kun taas muut suureet eivät sitä vastoin vaikuttaisi, jos mahdollista, vaikuttaa sen kestävyyteen.
Lämpövastusta käytettäessä tulee pyrkiä vähentämään lämmönsiirtoa langan johtumisen ja säteilyn avulla.
Jos langan pituus ylittää merkittävästi sen halkaisijan, rekyyli langan lämmönjohtavuuden kautta voidaan jättää huomiotta, jos langan ja väliaineen välinen lämpötilaero ei ylitä 100 °C. Jos ilmoitettuja lämmönpalautuksia ei voida jättää huomiotta, ne otetaan huomioon. huomioida kalibroinnissa.
Kaasun (ilman) virtausnopeuden mittaamiseen tarkoitettuja lämpövastuslaitteita kutsutaan kuumalanka-anemometreiksi.
Lämpövastus on ohut lanka, jonka pituus on 500 kertaa halkaisija.
Jos asetamme tämän vastuksen vakiolämpöiseen kaasu- (ilma-) väliaineeseen ja johdamme sen läpi vakiovirtaa, niin, olettaen, että lämpöä vapautuu vain konvektiolla, saadaan lämpötilan riippuvuus ja siten lämpövastuksen suuruus. , kaasun (ilman) virtauksen nopeudesta...
Lämpötilojen mittaamiseen kutsutaan laitteita, joissa lämmönsiirtoja käytetään muuntimina vastuslämpömittarit… Niitä käytetään lämpötilan mittaamiseen 500 °C asti.
Tässä tapauksessa RTD-lämpötila tulee määrittää mitatun väliaineen lämpötilan mukaan, eikä se saa riippua anturin virrasta.
Lämmönkestävyyden tulisi päästä eroon materiaaleista, joilla on korkea lämpötilavastuskerroin.
Yleisimmin käytetty platina (jopa 500 ° C), kupari (jopa 150 ° C) ja nikkeli (jopa 300 ° C).
Platinalle resistanssin riippuvuus lämpötilasta välillä 0–500 °C voidaan ilmaista yhtälöllä rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / aste, jossa αn = 3,94 x 10-3 1 / aste , βn = -5,8 x 10-7 1/aste
Kuparille resistanssin riippuvuus lämpötilasta 150 °C:n sisällä voidaan ilmaista muodossa rt = ro NS (1 + αmT), missä αm = 0,00428 1 / astetta.
Nikkelinkestävyyden riippuvuus lämpötilasta määritetään kokeellisesti kullekin nikkelimerkille, koska sen lämpötilavastuskertoimella voi olla erilaisia arvoja, ja lisäksi nikkelinkestävyyden riippuvuus lämpötilasta on epälineaarinen.
Siten muuntimen vastuksen suuruuden perusteella on mahdollista määrittää sen lämpötila ja vastaavasti sen ympäristön lämpötila, jossa lämpövastus sijaitsee.
Resistanssilämpömittareiden lämpövastus on muovista tai kiillestä valmistettuun kehykseen kierretty lanka, joka on sijoitettu suojakuoreen, jonka mitat ja kokoonpano riippuvat vastuslämpömittarin käyttötarkoituksesta.
Mitä tahansa vastuslämpömittaria voidaan käyttää vastuksen mittaamiseen.
käytä lämpötilojen mittaamiseen myös bulkkipuolijohteiden resistanssia, jonka lämpötilavastus on noin 10 kertaa suurempi kuin metallien (-0,03 - -0,05)1/rae.
Ivayn valmistamat puolijohteiden lämmönkestävyys (MMT-tyyppi) valmistetaan keraamisilla menetelmillä erilaisista oksideista (ZnO, MnO) ja rikkiyhdisteistä (Ag2S).Niiden resistanssi on 1000 - 20 000 ohmia ja niitä voidaan käyttää lämpötilojen mittaamiseen -100 - + 120 °C.