Termometrul cu rezistenta

Termometrul cu rezistenta

Termorezistentele fac parte din categoria elementelor sensibile  necesita energie auxiliara in procesul de masurare a parametrice   astfel ca adaptoarele destinate acestora sunt de rezistentei electrice   semnal unificat de iesire. Pentru tipul convertor rezistenta  realizarea adaptoarelor se au in vedere o serie de particularitati:

• in special pe variatia redusa a rezistentei termorezistentei   ca si necesitatile impuse de precizia de masurare, domenii mici  implica utilizarea de metode de punte in intrare, alimentate in c.c. si lucrand in regim echilibrat/dezechilibrat;
• distanta relativ ridicata intre elementul sensibil si adaptor impune controlul riguros al rezistentelor de linie prin utilizarea in intrare   a conexiunii elementului sensibil cu 2, 3 sau 4 conductoare; dupa caz
• neliniaritatea caracteristicii statice a elementului sensibil, ca si a puntii de masurare, in cazul puntilor lucrand in regim dezechilibrat, impune utilizarea de circuite de liniarizare in structura adaptorului;
• separarea galvanica a semnalului unificat de iesire din adaptor in raport cu elementul sensibil si/sau cu sursele de alimentare, impusa de conditiile concrete in care se utilizeaza traductorul.

Puntile de masurare utilizate la intrarea adaptoarelor sunt de regula punti Wheastone rezistive alimentate in c.c., unul din brate constituindu-l elementul sensibil; de asemenea tot in cadrul acestora  pentru echilibrarea initiala, sunt incluse anumite elemente de reglaj   iar in anumite situatii, asa cum se deplasarea punctului de zero etc.   se va preciza in continuare la cele lucrand in regim dezechilibrat  prefera structuri de punti modificate in vederea obtinerii unei dependente liniare cu variatia elementului sensibil. Vom conecta termorezistenta la puntea de masurare conform figurii urmatoare: La conexiunea pe doua fire pot aparea erori destul de mari. In acest caz trece un curent prin senzor de la sursa de alimentare, firele de legatura folosite sunt comune pentru alimentare si masurare. Odata cu cresterea temperaturii, creste si rezistenta. Aceasta crestere a rezistentei determina cresterea tensiunii (U=I*R). Rezistenta care este cauza cresterii tensiunii este rezistenta totala a senzorului plus rezistenta introdusa de firele de legatura. Cat timp rezistenta firelor ramane constanta, nu va fi afectata masurarea temperaturii. Rezistenta firelor se modifica odata cu variatia temperaturii, totusi asa cum conditiile de mediu se schimba, asa se modifica si rezistenta firelor, aparand erori. Daca firele sunt foarte lungi, sursa de erori poate fi semnificativa. Conexiunea pe doua fire e folosita numai pentru fire scurte sau pentru elemente cu rezistenta de 1.000 Ω. La conexiunea pe trei fire un fir este comun, unul este folosit pentru alimentarea cu curent, iar al treilea este folosit pentru masurarea potentialului la bornele termorezistentei. In cazul conexiunii rezistentei in punte exista firele RL1, RL2 si RL3. RL1 si RL3 sunt folosite la alimentarea cu curent, in timp ce RL1 si RL2 sunt folosite pentru masurarea potentialului. Rezistenta R e egala cu rezistenta senzorului, Rt, la o temperatura data (de obicei mijlocul scarii de temperatura) pentru a asigura echilibrarea puntii. In acest caz, nici un curent nu trece prin firul central. Cand creste temperatura senzorului, creste si rezistenta senzorului. Astfel puntea se dezechilibreaza. Va trece un curent prin firul central care va indica o temperatura de offset. Am folosit pentru traductorul de temperatura cu termorezistenta conexiunea pe 3 fire. La conexiunea pe patru fire poate fi eliminata eroarea cauzata de rezistenta firelor de legatura. Prin doua fire trece un curent constant de la o sursa de alimentare, iar intre celelalte doua fire se masoara tensiunea care cade pe termorezistenta. Cu un curent constant, variatia tensiunii este doar in functie de variatia rezistentei. Acest tip de conexiune este oarecum mai scump fata de celelalte doua configuratii, dar este solutia ideala cand se cere un grad inalt de precizie.

Principiu de functionare

Corpuri termometrice 

Intervalele de temperatura in care pot fi folosite termometrele cu rezistenta

Corpurile termometrice folosite la constructia termometrelor cu rezistenta sunt metale care trebuie sa indeplineasca anumite conditii:

- Coeficientul termic al rezistentei sa fie mare, pentru a asigura o sensibilitate mare a termometrului;

- Conductorul sa aiba o rezistivitate electrica mare, pentru a se putea utiliza un fir cat mai scurt;

- Metalul din care este confectionat conductorul electric sa nu reactioneze chimic cu mediul in care se masoara temperatura, pentru a nu isi modifica proprietatile in procesul de masurare.

Metalele care indeplinesc cel mai bine aceste conditii sunt platina pura, nichelul pur si cuprul pur. Din acest motiv, acestea sunt metalele cele mai folosite pentru fabricarea de termometre cu rezistenta.

Precizie

Masurarea rezistentei electrice a termometrului aflat la diferite temperaturi se realizeaza prin intermediul unei punti electrice (punte Wheastone), in care firul termometrului este chiar una din ramurile puntii. Masurarea rezistentei cu ajutorul puntilor electrice are o mare precizie, de aceea si precizia termometrului cu rezistenta este mare (0,001 °C).

- N. Ilioiu, Gh. Ivanovici - Memorator de metrologie, Editura Tehnica Bucuresti, Anul 1966