Самым распространенным датчиком температуры является термометр сопротивления (ТС). Принцип его действия основан на изменении электрического сопротивления металлов от температуры. Это значит, что материал, из которого изготовляется такой датчик, с изменением температуры меняет свое сопротивление. Коэффициент, описывающий эту зависимость, называется температурным коэффициентом сопротивления.
Конструктивно ТС представляет собой миниатюрную катушку из никелевого, медного или платинового провода, заключенную в защитный корпус. Выводы катушки соединены с клеммами, расположенными на гильзе датчика. Совокупность катушки, гильзы и клемм называется чувствительным элементом, а все остальное — головкой датчика. Для удобства применения все ТС стандартизируют по нулевому сопротивлению, т. е. сопротивлению при температуре 0 °C. Термометры маркируются по типу металла, используемого для измерения. Например, большое распространение имеют медные датчики ТСМ100 и платиновые ТСП100.
Термометры сопротивления находят применение для измерения температур от -50 до 200 °C. Основными параметрами ТС являются температурный коэффициент термического сопротивления, номинальное сопротивление, диапазон измеряемых температур и номинальная статическая характеристика.
Температурный коэффициент ТС характеризует относительное изменение величины сопротивления от температуры в пределах 0—100 градусов:
Номинальное сопротивление ТС — это нормированное изготовителем сопротивление при 0 °C. Существует ряд таких сопротивлений: 10; 50; 100; 500 Ом. Зная номинальное сопротивление ТС и его температурный коэффициент, несложно построить его номинальную статическую характеристику.
Температурный диапазон для различных ТС составляет:
- • от -196 до +660°С (платина);
- • от -50 до + 200 °C (медь);
- • от -60 до +180°С (никель).
На рис. 2.16 показаны обозначения ТС на принципиальных схемах.
Измеряемое напряжение снимается с клемм 1 и 2, а внешний источник с добавочными резисторами подключается к клеммам 3 и 4. В некоторых конструкциях ТС эти клеммы могут быть совмещены. Падение напряжения на ТС зависит от величины его сопротивления, а следовательно, от температуры окружающей среды tOKp.
Преимущества ТС:
- • высокая точность измерений (менее ±1°С);
- • имеется возможность исключить влияние изменения сопротивления линий связи на результат измерения;
- • практически линейные статические характеристики.
Недостатки ТС:
- 1) относительно малый диапазон измерений (по сравнению с термопарой);
- 2) дороговизна (в сравнении с термопарой из неблагородных металлов);
- 3) требуется дополнительный источник питания для задания тока через датчик.
