Термометры сопротивления. 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) t R3R3 R2R2 RtRt R4R4 K Рис. 1.4.1 Уравновешенный термометр сопротивления В. - презентация

1 Термометры сопротивления Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) t R3R3 R2R2 RtRt R4R4 K Рис Уравновешенный термометр сопротивления В уравновешенном термометре сопротивления (УТС) одно из плеч моста содержит терморезистор R t, а одно из других плеч (например, R 2 ) сделано переменным. Наблюдатель уравновешивает мостовую схему, изменяя регулируемое сопротивление, а затем рассчитывает температуру по формуле: R 0 (1 + t) R 3 = R 2 R 4. (1.4.1)

2 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Для измерений температуры пользуются шкалой, нанесенной около ручки регулировки R 2. Рис Ручка регулировки регулируемого резистора УТС со шкалой температуры

3 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Теперь рассмотрим вопрос о чувствительности УТС Согласно определению, абсолютная чувствительность любого прибора (S) - это отношение изменения выходной величины (Y) к вызвавшему ее изменению входной величины (X). Прибор XY Входная величинаВыходная величина Математически это можно выразить в виде производной: Чувствительность прибора – это производная от его выходной величины по входной. (1.4.2)

4 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Согласно этому определению, чувствительность УТС : (1.4.3) Выразив R 2 из (1.4.1), получим: (1.4.4) R 0 (1 + t) R 3 = R 2 R 4.

5 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Значит, для повышения чувствительности УТС следует: - брать материалы для терморезисторов с большим коэффициентом, - значение регулируемого сопротивления (R 2 ) должно быть возможно большим. Следовательно, значение сопротивления противоположного плеча (R 4 ) должно быть малым. Обычно придерживаются соотношения: t R3R3 R2R2 RtRt R4R4 K

6 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Специфические погрешности УТС 1. Нагревание датчика электрическим током. Способы уменьшения этой погрешности: 1.1. Уменьшение напряжения питания схемы, 1.2. Увеличение значения сопротивления терморезистора R t, 1.3. Аспирация датчика потоком воздуха, 1.4. Применение импульсного тока с малой длительностью импульсов и современных быстродействующих цифровых измерительных приборов.

7 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) 2. Изменение сопротивления идущих к датчику проводов. t R3R3 R2R2 RtRt R4R4 K r r Способы уменьшения этой погрешности: 1.1. Применение подводящих проводов из константана, 1.3. Применение трехпроводной схемы Применение малоомных проводов:

8 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Рис Двухпроводная (а) и трехпроводная (б) схемы термометра сопротивления. t R3R3 R2R2 RtRt R4R4 K r r а) RtRt t r r R3R3 R2R2 R4R4 K б) Уравнение баланса моста для двухпроводной схемы: (R t +2r) R 3 = R 2 R 4. (1.4.5) А для трехпроводной схемы: (R t +r) R 3 = R 2 (R 4 +r) (1.4.6)

9 1.4. Уравновешенный термометр сопротивления (УТС) Ecли сопротивление двух проводов изменяется одновременно, то уравнение (1.4.5) нарушается существенно, т.к. величина r входит только в левую часть уравнения. В уравнении (1.4.6) изменяются обе части, поэтому оно нарушается гораздо меньше. Третий провод вообще не входит в плечи моста. Следовательно, изменение его сопротивления никак не сказывается на уравнении (1.4.6), а значит, и на результатах измерения. (R t +2r) R 3 = R 2 R 4. (1.4.5) (R t +r) R 3 = R 2 (R 4 +r) (1.4.6) RtRt t r r R3R3 R2R2 R4R4 K