Термопреобразователи сопротивления: виды, назначения, рекомендации в подборе

Термометры сопротивления – одни из наиболее эффективных и точных преобразователей температуры, актуальных в сетях измерения и регулирования температурных показателей с достаточно жесткими требованиями к точности приборов. В основу работы данного прибора положен принцип зависимости электрического сопротивления металлов от температуры, так же называемый «термическое сопротивление». Соответственно, даже малейшие изменения температуры среды можно определять, попросту замеряя сопротивление металлического элемента ТС.

Комплект измерителя температуры, состоящий из термопреобразователя, измерительного прибора сопротивления и соединительной линии, погружается в среду, где очень точно и линейно контролирует температуру в достаточно широком диапазоне изменения сопротивления на каждый градус. В качестве основного резистового материала обычно используется медь, никель или платина, то есть металлы, которые линейно меняют сопротивление при изменении температуры.

Наиболее часто встречаются проволочные и тонкопленочные конструкции термопреобразователей сопротивления. В первом случае обычно подразумевается намотка резистовой пленки на керамическую оболочку. Во втором, тонкое покрытие из резистовых металлов наносится на плоскую керамическую поверхность.

Виды термометров сопротивления

Наиболее технологичными и точными датчиками температуры считаются:

1. Платиновые термопреобразователи (ТСП) отличаются широким диапазоном сопротивления и гарантируют максимально высокую точность поградусного определения температуры. Используются для измерения температурных показателей в широком интервале от -260 до +1100 градусов С. Имеют погрешность и нелинейный характер измерения в области критически низких и высоких температур.
2. Медные термопреобразователи сопротивления (ТСМ), как и никелевые, используются в промышленных системах, характеризующихся не такими жесткими требованиями к точности и линейности измерения температур, где рабочий диапазон не такой высокий (к примеру, для определения температуры обмотки электродвигателей, турбин). Эффективны при работе в диапазоне температур -200 до +200 градусов С. Отличаются дешевизной материала, возможностью использования в среде без защитной оболочки.
3. Хромель-алюмелевые и хромель-копелевые термопары (ТХА и ТХК) применяются для измерения температуры на промышленных объектах, в контурах автоматического контроля на производствах. Популярностью данные температурные датчики обязаны своей конструкционной простоте и дешевизне, их линейности, а также значительному диапазону температур, зависящих от диаметра обмотки (от -200 до +1300 градусов С). Существует более 50 модификаций данных ТС, предназначенных для работы в соответствии с разными производственными и эксплуатационными нуждами, но использовать их в среде с повышенным содержанием серы не рекомендуется – оба электрода к ним чувствительны.

Назначение термопреобразователей сопротивления

Термопреобразователи сопротивления достаточно точно измеряют температуру среды при погружении в нее. В быту такие датчики не слишком полезны, ими комплектуются исключительно точные и, в большинстве случаев, масштабные промышленные системы. Таким образом, комплекты измерителей температуры осуществляют контроль температурных показателей воздушной и жидкой среды в составе информационно-измерительных систем учета и автоматизированных систем, используемых в сфере энергетики, химической промышленности и других сферах производства.

Поскольку для замены ТС необходимо осуществлять полный демонтаж, часто фиксируются случаи использования нескольких видов термопреобразоваталей на одном объекте.

Как подобрать термометры сопротивления

Для обеспечения максимальной точности измерений, перед покупкой и монтажом термопреобразователя сопротивления важно убедиться в соответствии заявленных характеристик прибора характеру среды:

1. Соответствие резистового материала условиям эксплуатации. К примеру, ТСМ и термопары ТХА, ТХК подвержены окислению в определенных средах.
2. Отсутствие повреждений корпуса, целостности обмотки датчика, сопротивления изоляции.
3. Соответствие градуировки ТС регламентной схеме для осуществления температурного контроля на конкретном объекте.
4. Учет внешних воздействий на объекте. Уровень вибрации, агрессивные компоненты среды, условия повышенного давления или уровень влажности оказывают прямое влияние на тип термического преобразователя.
5. Соответствие длины преобразователя месту установки, возможности монтажа на объекте.

Помимо грамотного подбора ТС, важно осуществить профессиональный монтаж датчика. Неполный контакт на месте монтажа, неполная герметичность корпуса, неправильная схема соединения компенсационных проводов и другие нарушения регламента могут вызвать значительные погрешности измерений.