Termopares de resistência. Esquema, descrição

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Sensores. Termopares de resistência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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princípio de funcionamento conversores térmicos resistência (termistores) é baseada na mudança na resistência elétrica de condutores e semicondutores dependendo da temperatura (discutida anteriormente).

Os termistores de platina são projetados para medir temperaturas entre -260...+1100 °C. Termistores de cobre mais baratos, que têm uma dependência linear da resistência da temperatura, tornaram-se difundidos na prática.

A desvantagem cobre é sua baixa resistividade e fácil oxidação em altas temperaturas, pelo que o limite final do uso de termômetros de resistência de cobre é limitado a uma temperatura de 180 ° C. Em termos de estabilidade e reprodutibilidade de características, os termistores de cobre são inferiores aos de platina. O níquel é usado em sensores baratos para medições na faixa de temperatura ambiente.

Termistores semicondutores (termistores) ter um coeficiente de resistência de temperatura negativo ou positivo, cujo valor a 20 ° C é (2-8) / 10^-2 (°C)^-1, ou seja, uma ordem de grandeza maior que a do cobre e da platina. Termistores semicondutores com tamanhos muito pequenos têm altos valores de resistência (até 1 MΩ). Como material semicondutor, são utilizados óxidos metálicos: termistores semicondutores dos tipos KMT - uma mistura de óxidos de cobalto e manganês e MMT - cobre e manganês.

Os sensores de temperatura semicondutores têm características de alta estabilidade ao longo do tempo e são usados para alterar temperaturas na faixa de 100 a 200 °C.

Conversores termoelétricos (termopares) são dispositivos cujo princípio de funcionamento é baseado no efeito termoelétrico. Esse efeito consiste no fato de que na presença de uma diferença de temperatura entre as junções (junções) de dois metais ou semicondutores dissimilares, surge no circuito uma força eletromotriz, denominada força termoeletromotriz (abreviada termoEMF).

Em uma certa faixa de temperatura, podemos assumir que thermoEMF é diretamente proporcional à diferença de temperatura T = T₁ - T₀ entre a junção e as extremidades do termopar.

As extremidades interconectadas do termopar, imersas no meio cuja temperatura é medida, são chamadas de extremidade de trabalho do termopar. As pontas que ficam no ambiente e geralmente são conectadas por fios ao circuito de medição são chamadas de pontas livres. A temperatura dessas extremidades deve ser mantida constante. Nesta condição, termoEMF E_T dependerá apenas da temperatura T₁ extremidade de trabalho:

onde C é um coeficiente que depende do material dos condutores do termopar.

O EMF gerado por termopares é relativamente pequeno. Não excede 8 mV para cada 100 °C e geralmente não excede 70 mV em valor absoluto. Os termopares permitem medir temperaturas na faixa de -200 a +2200 °C.

Platina, platina-ródio, cromel e alumel são os mais amplamente utilizados para a fabricação de conversores termoelétricos.

Os termopares têm as seguintes vantagens:

facilidade de fabricação e confiabilidade na operação;
barato;
falta de fontes de energia;
possibilidade de medições em uma ampla faixa de temperaturas.

Junto com isso, os termopares também são caracterizados por alguns deficiências:

menor que a dos termistores, precisão de medição;
a presença de inércia térmica significativa;
a necessidade de corrigir a temperatura das pontas livres;
a necessidade de usar fios de conexão especiais.

Sensores infravermelhos (pirômetros) - São aparelhos que utilizam a energia de radiação dos corpos aquecidos, o que permite medir a temperatura da superfície à distância.

Os pirômetros são divididos em três categorias:

radiação;
brilho;
cor.

Pirômetros de radiação são usados para medir temperaturas de 20 °C a 2500 °C, e o dispositivo mede a intensidade de radiação integral de um objeto real.

Pirômetros de brilho (ópticos) são usados para medir temperaturas de 500 °C a 4000 °C. O princípio de seu funcionamento é baseado na comparação em uma parte estreita do espectro do brilho do objeto em estudo com o brilho de um emissor de referência (lâmpada fotométrica).

Pirômetros de cores baseado na medição da razão das intensidades de radiação em dois comprimentos de onda, geralmente escolhidos na parte vermelha ou azul do espectro; são usados para medir temperaturas na faixa de 800 °C.

Os pirômetros permitem medir a temperatura em locais de difícil acesso e a temperatura de objetos em movimento, altas temperaturas, onde outros sensores não funcionam mais.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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