6518465919

3. Pomiar temperatury przy pomocy termorezystora

Termorezystor jest jednym z podstawowych czujników temperatury, który umożliwia zmianę wielkości nieelektrycznej jaką jest temperatura, na wielkość elektryczną jaką jest rezystancja. W termorezystorze, rezystancja czujnika zmienia się, ponieważ wraz ze zmianami temperatury zmienia się rezystywność materiału z którego jest on wykonany [5]. Zależność tą opisuje następujący wzór:

R(n=p<D~    <3)

gdzie:

T- temperatura,

R(T) - rezystancja w funkcji temperatury T,

p(T) - rezystywność przewodnika, zależna od temperatury T,

I - długość przewodnika,

5 - pole przekroju poprzecznego przewodnika.

Termorezystory wykonuje się zarówno z metali, wówczas wraz ze wzrostem temperatury rezystancja przetwornika wzrasta, jak również z tlenków metali i półprzewodników dla których rezystancja zazwyczaj maleje przy wzroście temperatury.

Należy zawsze pamiętać, że na rezystancję termorezystora mierzoną „na zaciskach" składa się rezystancja czujnika jak również rezystancja doprowadzeń oraz wszelkich połączeń. Aby wyeliminować wpływ rezystancji doprowadzeń na pomiar stosuje się połączenia trój przewód owe oraz czteroprzewodowe.

Czujnik temperatury, niezależnie jakiego typu oraz z czego jest zbudowany, zawsze mierzy temperaturę własną. Oznacza to, że czujnik musi osiągnąć stan równowagi termodynamicznej z otoczeniem, by można było uznać wyniki pomiarów temperatury najbliższego otoczenia czujnika za poprawne. Równowaga termodynamiczna osiągana jest po wyrównaniu temperatury: otoczenia, obudowy czujnika wraz z wszystkimi występującymi „po drodze" magazynami energii cieplnej oraz samego czujnika (np. platynowego drucika). Dopiero po osiągnięciu tego stanu mierzony sygnał odpowiada temperaturze najbliższego otoczenia czujnika. Sposób osiągania równowagi termodynamicznej przez czujnik opisuje jego charakterystyka dynamiczna w postaci transmitancji lub równań różniczkowych (patrz ćwiczenie numer 21).

Termorezystory platynowe są szeroko stosowane ze względu na liczne zalety platyny, która charakteryzuje się między innymi: stałością właściwości fizycznych i chemicznych, wysoką temperaturą topnienia, zbliżoną do liniowej charakterystyką R(T) oraz brakiem histerezy. Dokładny opis właściwości termorezystora platynowego oraz możliwości użycia go jako czujnika temperatury opisano w licznej literaturze [1-5] oraz w normie PN-EN 60751.

Termorezystor używany podczas ćwiczenia posiada wyprowadzone cztery przewody, co umożliwia pomiary zarówno metodą dwu jak i czteroprzewodową.

str. 8