Оқулық "Білім беруді дамытудың федералдық институты" Федералдық мемлекеттік автономдық мекемесі "
жүктеу/скачать 4,38 Mb. Pdf көрінісі
|
Шишмарев Өлшеу құралдары. Оқулық
| Терморезисторлар. Температура қызметі кедергі болып
табылатын резисторлар терморезисторлар деген атау алды. Терморезисторлар үшін материал ретінде кедергінің тұрақты температуралық коэффициентіне ие (температудан кедергінің тəуелділігі) химиялық таза металлдар мен жартылай өткізгішті металлдар қолданылады. Терморезисторлардың əрекеті токпен, қоршаған ортамен өтетін өткізгіштің жылу алмасуына негізделген, оның температурасын электрлік кедергінің пропорционалдық өзгеруіне түрлендіру қажет. Температураны арттырған кезде өсетін металлдың немесе жартылай өткізгіштердің электрондардың қозуы олардың өткізгіштігінің өзгеруін тудырады. Терморезисторларда өткізгіштіктің температуралық өзгерістері негізінен жартылай өткізгіштегі материалдардағы қоспалардың мөлшерімен негізделген. Терморезисторлардың материалдарына қойылатын негізгі талаптар - мүмкін кедергінің үлкен жəне тұрақты температуралық коэффициенті, химиялық орталар 6.14-сурет Температуралық бос ұштардың өзгеруін өту үшін термобуларды қосу сұлбасы 112 мен тотығудың əсеріне түрдендіргіш материалының төзімділігі, механикалық беріктік пен балқудың жоғары температурасы. Терморезисторлар қатарынан мыстан, никельден немесе пластинадан орындалған түрлендіргіштер басым таралымға ие болды. Мысты терморезисторлар үшін таза электр техникалық мыс қолданылады, ол минималдық тотығу шарттарынан 200 °С дейінгі қызуға жол береді. Мысты терморезисторлардың ерекшелігі - 200- ден +200 °С дейінгі дпапазонда температурадан кедергінің сызықтық тəуелділігі. Платиналы терморезисторлар 1200 °С дейін тотығусыз қыздыруға жол береді. Платинаның жоғары құнына жəне оның сипаттамаларының сызықтық еместігіне қарамастан ол сипаттамалардың жоғарғы жаңғыртылуына, сонымен қатар химиялық төзімділік пен серпімділікке ие болады. Никельден жасалған түрлендіргіштер 250...300°С дейін қолданылады. Оған қоса температураның көрсетілген диапазонының жартысына дерлік түрлендіргіштің сипаттамасы сызықтық емес. Оған қоса, никельден жасалған түрлендіргіштер кедергінің жоғарғы температуралық коэффициентіне ие болды (мысалы, мыстан қарағанда 5 есе көп). Терморезисторлар қорғаныс қабатына орналастырылған оқшаулаушы қаңқадағы металлдан жасалған оралған резисторды ұсынады. Мысты терморезисторлардың атаулы кедергісі əдетте 10 000 Омнан аспайды, платиналыда - 500 Омға дейін болады. Терморезисторлар тогының рұқсат етілген күші 10...15 мА артпайды. Жартылай өткізгішті терморезисторларды дайындау үшін германий мен кремний, кейде графит пайдаланылады. Жартылай өткізгішті түрлендіргіштер металлдардан қарағанда кедергінің үлкен (теріс) температуралық коэффициентіне ие. Температураның кез келген мəні үшін бұл кедергіне формула бойынша анықтауға болады R T = R 1 e B (1/Ti-1/T2) , мұнда B = 2 1 1 2 2 1 R R In T T T T (R 1 жəне R 2 — T 2 - T 1 J R 2 сəйкесінше Т 1 жəне Т 2 температуралардағы терморезистордың кедергісі) Жартылай өткізгішті материалдардың шекті кедергісі үлкен болғандықтан, температура түрлендіргіштерін шағын габариттік өлшемдерде үлкен кедергімен дайындауға болады. Мұндай түрлендіргіштер, оған қоса, үлкен жылдам əрекетке ие (шағын масса əсерінен). Өнеркəсіпте шығарылатын терморезисторлардың көпшілігі -100-ден +300 °С температура диапазонында жұмыс істеу үшін тағайындалған. Терморезисторлардың кемшіліктері - сипаттамалардың сызықтық еместігі жəне оның нашар жаңғыртушылығы. 113 m Ц, i i 6.15-Сурет. Терморезистордың вольт- амперлік сипаттамасы 6.16-сурет. Позистордың вольт-амперлік сипаттамасы Терморезисторлар тек қана температуралық емес, сонымен қатар вольтамперлік сипаттамалары бойынша да ерекшеленеді. Мысал ретінде 6.15-суретте терморезистордың біршама типтік вольт- амперлік сипаттамасы келтірілген. Заманауи терморезисторлардың құрылымдары мүлдем əртүрлі. Олардың жекелеген құрылымдарын ұзындығы бірнеше ондаған миллиметр болатын цилиндрлік стержень түрінде орындайды. Терморезисторлардың минималдық өшемдері (ток өткізетін сымдарсыз) миллиметр үлесіне жетеді. Өнеркəсіп сонымен қатар кедергінің оң температуралық коэффициенті бар температураның жартылай өткізгішті түрлендіргіштері - позисторларды шығарады. Позисторларды дайындау үшін материал ретінде негізінен кейбір қоспалары бар барий титанаты қолданылады. позисторлар температураның əсерінен тек белгілі диапазондағы кедергіні өзгертеді. Бұл диапазоннан тыс позистордың температуралық коэффициенті теріс болады. Позисторлардың басқа ерекшелігі - вольт-амперлік сипаттамада тік сызықты учаскенің болуы (6.16-сурет). Позисторлар бақылау жəне автоматтық реттеу тізбектерінде температура түрлендіргіштері ретінде біршама кең таралымға ие болды. Температураны өлшеу үшін терморезисторларды кедергіні өлшеу тізбегіне қосады (көбінесе көпірлер). Бұл ретте аспаптардың метрологиялық қасиеттеріне қойылатын талаптарға байланысты терморезисторларды қосу сұлбасының бірнеше түрлері бар. Терморезисторларды қосудың барлық сұлбасының жалпы ерекшелігі температураны өлшеу нəтижесіне жалғағыш сымдардың кедергісінің əсерін шектеу қажет болып табылады. Әдетте, терморезисторлары бар өлшеуіштік тізбектер олардың температуралық тұрақсыздығын түзететін қосымша элементтерді қарастырады. 114 |