ELEKTRYCZNE METODY POMIARU TEMPERATURY

Przetworniki : -generacyjne(czynne)działają na zasadzie przetwarzania energii wielkości mierzonej na energię elektryczną .

-parametryczne(bierne) działają na zasadzie zmian parametru elektrycznego pod wpływem zmian mierzonej wielkości fizycznej. Wpływ ten może na zasadzie bezpośredniej zależności fizycznej między wielkością mierzoną a pewnym parametrem elektrycznym czujnika (rezystancją , indukcyjnością ) przykładem może być termometr rezystancyjny .

czujniki pojemnościowe- w czujnikach pojemnościowych wykorzystuje się zależności funkcjonalne między mierzoną wielkością fizyczną a przenikalnością elektryczną dielektryka .Czujniki pojemnościowe dzielimy na :

-czujniki o zmiennej przenikalności elektrycznej

- czujniki o zmienenj odległości elektrod

Czujniki rezystancyjne

rezystancja tych czujnik zależ od położenia styku ślizgowego .R=f(α)=kx

termometryczne czujniki rezystancyjne . W czujnikach rezystancyjnych wykorzystuje się zwiększanie rezystancji metali na skutek wzrostu temperatury . Stosuje się zwykłe druciki platynowe , rzadziej niklowe lub miedziane .Tylko dla czujników miedzianych zależność rezystancji od temperatury jest liniowa R_t=R₀₊[1+α₀t] R_t-rezystancja w temp. t R₀-rezystancja w temperaturze 0^o C α₀-współczynnik temp. rezystancji .

Czujniki termistorowe

Termistorami nazywa się rezystory półprzewodnikowe o rezystancji silnie zmieniającej się z temperaturą . Rozróżnia się termistory o ujemnym współczynniku rezystancji(NTC),o dodatnim współczynniku temperaturowym rezystancji (PTC) i o rezystancji zmiennej skokowo(CTR). Dla najczęściej stosowanych termistorów NTC zależność rezystancji od temperatury ujmuje przybliżony wzór R_T=R_∞e^B/T

R_T- rezystancja w temperaturze T , T- temperatura bezwzględna w K , B – stała materiałowa , R – rezystancja termistora przy T→∞

Czujniki tensomteryczne(do pomiaru rozciągania , sił,naprężeń) – czujnikach tych wykorzystuje sie zmianę rezystancji drutu pod wpływem jego rozciągania Czujnik tensometryczny składa się z cienkiego drutu naklejonego między dwie taśmy papieru lub foli celuidowej .

Czujniki tensometryczne pozwalaja na wyznaczenie wydłużenia względnego na podstawie zmiany rezystancji . korzystając z prawa Hooke`a możemy wyznaczyć wtedy naprężenie E- moduł Younga ,ΔR/R- względna zmiana rezystancji , K – stała tensometru .

Można także wyznaczyć siłę F rozciągającą obiekt o przekroju S

W pomiarach tensometrycznych z reguły stosuje sie mostek Wheatston`a. Sam pomiar odbywa się metodą zerową lub odchyłową.

Czujniki indukcyjne

W czujnikach indukcyjnych wykorzystuje sie zmianę indukcyjności własnej lub wzajemnej cewek , a także zmianę ich rezystancji zależnie od wartości strat na prądy wirowe . Wielkości mierzone powodują przeważnie zmianę długości drogi magnetycznej , przenikalności magnetycznej rdzena lub sprzężenia cewek .

- Czujniki o zmiennej szczelinie powietrznej – zmiana grubości szczeliny wskutek działania wielkości fizycznej x (siły wydłużenia ) powoduję zmianę indukcyjności a więc i impedancji cewki . W konsekwencji ulega również zmianie prąd płynący w obwodzie .

-czujniki o zmiennym położeniu rdzenia –indukcyjność uzwojeń tych czujników wzrasta przy wciąganiu do cewki rdzenia stalowego , zmienia się wiec impedancja czujnika . Czujniki te znajdują zastosowanie w w pomiarach różnych wielkości fizycznych przetwarzanych na przesunięcie (np. przy pomiarze ciśnienia )

-czujniki o zmiennej indukcyjności wzajemnej (czujnik transformatorowy) Pod wpływem wielkości x ulega zmianie grubość szczeliny powietrznej . Zmiana grubosci szczeliny powietrznej powoduję zmianę sprzężenia magnetycznego między uzwojeniami 1 i 2 i SEM E­₂ indukowanej w uzwojeniu 2 .

-Czujniki magnetosprężyste . Przy odkształcaniu (rozciąganiu , ściskaniu, zginaniu, skręcaniu , materiału ferromagnetycznego , zmienia się jego przenikalność magnetyczna , w zależności od naprężenia mechanicznego . Czujność czujnika magnetosprężystego jest dużo większa niż tensometrów rezystancyjnych metalowych