Немного о термометрах сопротивления

Термометр сопротивления – это прибор, основное назначение которого – проведение измерений температуры, принцип его работы основывается на зависимости электрического сопротивления металлов, полупроводников и сплавов от их температуры.

По сути, термометр сопротивления это резистор, выполненный из металлической проволоки или пленки, которые имеют определенную зависимость сопротивления электрическому току от их температуры. Самый распространенный материал, из которого выполняются термометры сопротивления – платина. Все потому, что у платины один из самых высоких температурных коэффициентов сопротивления и высокая устойчивость к окислению. Эталоны термометров сопротивления изготавливаются из платины, имеющей высокий уровень чистоты, у которой температурный коэффициент не ниже значения 0,003925. Во время работы используются в основном термометры, сделанные из меди или никеля.

Все требования, предъявляемые к термометрам сопротивления, основываются на действующий стандарт ГОСТ 6651-2009, в котором рассказано о возможных диапазонах, таблицах номинальных статических характеристик (НСХ), классах допуска и зависимостях сопротивления от температуры. Наш стандарт в свою очередь соответствует другому, международному стандарту МЭК 60751 (2008). В данном стандарте был произведен отказ от норм определенных номинальных сопротивлений. Вследствие этого, в настоящее время сопротивление произведенного термометра может иметь любые значения. К примеру, платиновые термометры, используемые в промышленности, зачастую обладают стандартной зависимостью сопротивления от температуры (НСХ), что приводит к погрешности 0,1 °С (при 0°, что соответствует классу АА). Термометры сопротивления, представляющие собой напыленную на подложку пленку, отличаются высоким уровнем вибропрочности, но при этом имеют значительно меньший диапазон температур. Максимальный температурный диапазон, согласно которому устанавливаются классы допуска, основанные на платиновых термометрах, для пленочных измерителей составляет (600 °С – класс С), для проволочных элементов (660 °С – класс С).

Существуют три варианта подключения датчика к измерительной цепи:

• Двухпроводной – применяется в местах, не требующих высокой точности измерений, поскольку сопротивление выводов является частью измеренного сопротивления, что приводит лишь к образованию дополнительных погрешностей. Данный вариант не применяется для подключения термометров классов А и АА.
• Трехпроводной – обладает большей точностью измерений, благодаря появлению возможности проведения отдельных измерений сопротивления подводящих проводов, а затем произвести вычитание полученного значения из суммы измеренных сопротивлений.
• Четырехпроводной – самая точная схема, обеспечивающая полное отсутствие влияния, оказываемого подводящими проводами. Недостаток – увеличены такие значения, как стоимость, объем используемого материала, габариты сборки; невозможность использования в четырехплечем мосте Уинстона.

В промышленных условиях, как правило, используется трехпроводной вариант, а вот для проведения высокоточных эталонных измерений применяется исключительно четырехпроводной вариант.
Преимущества термометров сопротивления:

• высокий уровень точности проводимых измерений;
• во время использования трех или четырехпроводного варианта подключения датчика можно исключить влияние, оказываемое изменением сопротивления линии связи на результат проводимых измерений;
• линейная характеристика.

Недостатки термометров сопротивления:

• небольшой диапазон проводимых измерений;
• чтобы определить температуру, необходимо наличие еще одного источника питания.