Термоперетворювачі опору: види, призначення, рекомендації щодо підбору

Термометри опору – одні з найбільш ефективних та точних перетворювачів температури, актуальних у мережах вимірювання та регулювання температурних показників з досить жорсткими вимогами до точності приладів. В основу роботи даного приладу покладено принцип залежності електричного опору металів від температури, що так само називається «термічний опір». Відповідно, навіть найменші зміни температури середовища можна визначати, просто вимірюючи опір металевого елемента ТО.

Комплект вимірювача температури, що складається з термоперетворювача, вимірювального приладу опору та з’єднувальної лінії, занурюється в середовище, де дуже точно та лінійно контролює температуру в досить широкому діапазоні зміни опору на кожен градус. Як основний резистивний матеріал зазвичай використовується мідь, нікель або платина, тобто метали, які лінійно змінюють опір при зміні температури.

Найчастіше трапляються дротові та тонкоплівкові конструкції термоперетворювачів опору. У першому випадку зазвичай мається на увазі намотування резистивної плівки на керамічну оболонку. У другому, тонке покриття з резистивних металів наноситься на плоску керамічну поверхню.

Види термометрів опору

Найбільш технологічними та точними датчиками температури вважаються:

1. Платинові термоперетворювачі (ТСП) вирізняються широким діапазоном опору та гарантують максимально високу точність поградусного визначення температури. Використовуються для вимірювання температурних показників у широкому інтервалі від -260 до +1100 градусів С. Мають похибку та нелінійний характер вимірювання в області критично низьких та високих температур.
2. Мідні термоперетворювачі опору (ТСМ), як і нікелеві, використовуються в промислових системах, що характеризуються не такими жорсткими вимогами до точності та лінійності вимірювання температур, де робочий діапазон не такий високий (наприклад, для визначення температури обмотки електродвигунів, турбін). Ефективні при роботі в діапазоні температур -200 до +200 градусів С. Вирізняються дешевизною матеріалу, можливістю використання в середовищі без захисної оболонки.
3. Хромель-алюмелеві та хромель-копелеві термопари (ТХА та ТХК) застосовуються для вимірювання температури на промислових об’єктах, у контурах автоматичного контролю на виробництвах. Популярністю дані температурні датчики завдячують своїй конструкційній простоті та дешевизні, їх лінійності, а також значному діапазону температур, що залежать від діаметра обмотки (від -200 до +1300 градусів С). Існує понад 50 модифікацій даних ТО, призначених для роботи відповідно до різних виробничих та експлуатаційних потреб, але використовувати їх у середовищі з підвищеним вмістом сірки не рекомендується – обидва електроди до неї чутливі.

Призначення термоперетворювачів опору

Термоперетворювачі опору досить точно вимірюють температуру середовища при зануренні в нього. У побуті такі датчики не надто корисні, ними комплектуються виключно точні і, здебільшого, масштабні промислові системи. Таким чином, комплекти вимірювачів температури здійснюють контроль температурних показників повітряного та рідкого середовища у складі інформаційно-вимірювальних систем обліку та автоматизованих систем, що використовуються у сфері енергетики, хімічної промисловості та інших сферах виробництва.

Оскільки для заміни ТО необхідно здійснювати повний демонтаж, часто фіксуються випадки використання кількох видів термоперетворювачів на одному об’єкті.

Як підібрати термометри опору

Для забезпечення максимальної точності вимірювань, перед купівлею та монтажем термоперетворювача опору важливо переконатися у відповідності заявлених характеристик приладу характеру середовища:

1. Відповідність резистивного матеріалу умовам експлуатації. Наприклад, ТСМ та термопари ТХА, ТХК піддаються окисленню в певних середовищах.
2. Відсутність пошкоджень корпусу, цілісність обмотки датчика, опору ізоляції.
3. Відповідність градуювання ТО регламентній схемі для здійснення температурного контролю на конкретному об’єкті.
4. Урахування зовнішніх впливів на об’єкті. Рівень вібрації, агресивні компоненти середовища, умови підвищеного тиску або рівень вологості чинять прямий вплив на тип термічного перетворювача.
5. Відповідність довжини перетворювача місцю встановлення, можливості монтажу на об’єкті.

Окрім грамотного підбору ТО, важливо здійснити професійний монтаж датчика. Неповний контакт на місці монтажу, неповна герметичність корпусу, неправильна схема з’єднання компенсаційних проводів та інші порушення регламенту можуть викликати значні похибки вимірювань.