מהי שיטת המדידה להתנגדות תרמית?

העיקרון של מדחום תרמיסטור הוא לנצל את המאפיין של ההתנגדות של מוליך או מוליכים למחצה המשתנים עם הטמפרטורה. היתרונות העיקריים של מדחום תרמיסטור הם: דיוק מדידה גבוה ושחזור טוב; יש טווח מדידה גדול, במיוחד בטמפרטורות נמוכות; קל לשימוש במדידה אוטומטית וגם נוח למדידה למרחקים ארוכים. באופן דומה, לנגדים תרמיים יש גם ליקויים, כמו דיוק לקוי במדידות טמפרטורה גבוהה (יותר מ- 850 מעלות); קל להתחמצון ולא עמיד בפני קורוזיה.
נכון לעכשיו, החומרים המשמשים לנגדים תרמיים כוללים בעיקר פלטינה, נחושת, ניקל וכו '. חומרים אלה משמשים בעיקר מכיוון שיחס הטמפרטורה שלהם להתנגדות בטווחי טמפרטורה נפוצים קשור באופן לינארי. כאן אנו מציגים בעיקר חום עמידות לפלטינה.
פלטינה היא מתכת יקרה עם תכונות פיזיקליות וכימיות יציבות, במיוחד עמידות חמצון חזקה. קל לטיהור, יש לו יכולת תהליכים טובה וניתן להפוך אותו לחוטי פלטינה עדינים במיוחד. בהשוואה למתכות כמו נחושת וניקל, יש לו התנגדות חשמלית גבוהה יותר והתרבות גבוהה, מה שהופך אותו לחומר אידיאלי להתנגדות תרמית. עם זאת, החיסרון שלו הוא שמקדם הטמפרטורה של ההתנגדות הוא קטן, והוא נוטה לשבירה בעת עבודה בהפחתת המדיה, מה שהופך אותו ליקר. טוהר הפלטינה בא לידי ביטוי בדרך כלל במונחים של יחס ההתנגדות: w (1 0 0)=R100/R0
R1 0 0 מייצג את ערך ההתנגדות ב 100 מעלות; R0 מייצג את ערך ההתנגדות בתואר 0
על פי תקני IEC, נגדי פלטינה עם ערך התנגדות ראשוני של r 0=100 ω (r 0=10 ω) ו- W (100) =1. 3850 משמשים כנגדי פלטינה סטנדרטיים תעשייתיים. למתחם התנגדות פלטינה עם R 0=10 ω יש חוטי התנגדות עבים יותר ומשמשים בעיקר למדידת טמפרטורות מעל 600 מעלות. משוואת טמפרטורת ההתנגדות של התנגדות פלטינה היא משוואה חלקית:
Rt {{0}} r 0 [1+} AT+BT 2+ C (t -100 תואר) T3] t מייצג את טווח הטמפרטורה מ- -200
Rt {{0}} r 0 (1+ ב+bt2) t מייצג את טווח הטמפרטורה בין 0 ל- 850 מעלות
על ידי פיתרון משוואה זו, ניתן לדעת את ערך הטמפרטורה על סמך ערך ההתנגדות. עם זאת, בעבודה מעשית ניתן לקבוע את ערך הטמפרטורה על סמך ערך ההתנגדות על ידי התייחסות לסולם ההתנגדות התרמית.
על פי התקנות הסטנדרטיות, תרמיסטורים של פלטינה מחולקים למחלקה A ולכיתה B. מדידת טמפרטורה מסוג A מאפשרת שגיאה של ± ({{0}}. 15 מעלות +0. 002|t |), השגיאה המותרת למדידת טמפרטורה b היא ± (0.3 מעלות {}}.
הנגדים התרמיים המשמשים באתר הם בדרך כלל נגדים תרמיים משוריינים, המורכבים מגוף נגד תרמי, חומר בידוד וצינור מגן. גוף הנגד התרמי וצינור המגן מרותכים זה לזה ומלאים בחומר בידוד באמצע, שיכולים להגן ביעילות על גוף הנגד התרמי, לעמוד בהשפעה, בהלם וקורוזיה.
שלוש שיטת מדידת התנגדות פלטינה של חוט:
לתרמיסטורים של פלטינה יש כמה סוגים, כולל מערכות דו-חוט, שלושה תיל וארבע תיל. למערכת הדו-חוטים שגיאות מדידה משמעותיות והיא כבר לא נעשה שימוש. נכון לעכשיו, השימוש התעשייתי משתמש בדרך כלל בשלושת החוטים, ואילו השימוש במעבדה משתמש בדרך כלל בארבעת מערכת החוט. כאן אנו מציגים בעיקר את החיווט של שלושת התרמיסטור של שלושת החוט. תרמיסטור פלטינה של שלושה חוטים מחובר במקביל לקצה ה- A ולקצה ה- C של הנגד, ובכך מאפשר לנגן לשלושה מסופי חיבור A, B ו- C. בדרך זו, ניתן לפצות את ההתנגדות של חוט המדידה שהוצג על ידי חוט B על ידי חוט C, תוך הפחתת ההשפעה של שגיאות התנגדות עופרת הנגרמת על ידי שינויים בטמפרטורה על עמידות המוליכה. לשלושה תרמיסטורים של פלטינה תיל, במכשירים משניים, כולם גשרי התנגדות משתנים. תלוי בטווח התרמיסטורים הפלטינה ששימשו, ניתן לכוונן את התרמיסטורים הפלטינה בגשר המכשיר המשני למדידות מדויקות יותר.
שיטה חדשה לחילוק מדחומי התנגדות תרמית:
מדחום עמידות בפני פלטינה תעשייתית הוא מכשיר מדידת טמפרטורה בשימוש נרחב. במשך זמן רב, שיטת החישוב של משוואת CVD נעשה שימוש נרחב בסטנדרטים רלוונטיים או במפרטים טכניים בבית ומחוצה לה לכייל אותה. עם זאת, מדחומי עמידות בפני פלטינה תעשייתית המשתמשים במשוואת ה- CVD לכיול הם בעלי דיוק נמוך, יציבות נמוכה וחוסר וודאות גבוהה, ולא ניתן להשתמש בהן כתקני העברה.
מסיבה זו, מרבית שדות מדידת הטמפרטורה התעשייתית או מעבדות עם דרישות נמוכות יכולים להשתמש רק במתחם התנגדות פלטינה סטנדרטית בעלת דיוק גבוה כתקני עקיבות. עם זאת, בשדה מדידת הטמפרטורה התעשייתית בפועל, בשל מגבלות שונות, לא ניתן להשתמש במדחומי עמידות בפני פלטינה סטנדרטיים, מה שמאפשר להשיג העברת ערך טמפרטורה ועדיפות במקומות אלה, ולא ניתן לבצע עבודות כיול מטרולוגיות בפועל.
היתכנותם של כיול וחלוקת מדחומי עמידות בפני פלטינה תעשייתית, והשוואתם עם תוצאות חישוב יחסי התנגדות לטמפרטורה שניתנו על ידי משוואת ה- CVD הנפוצה, כדי לזהות את ההבדלים בין השניים, ולחקור את הדרכים והשיטות להקמת תרמומטרים עמידות בפני פלטינה תעשייתית מדויקת כתקני העברה. על ידי ביצוע מחקרים וניתוח על מספר תרמיסטורים פלטינה תעשייתיים המיוצרים על ידי דגמים ויצרנים שונים בטווחי טמפרטורה שונים, תוצאות הניסוי, עקומות הנתונים ושגיאות המדידה הנגרמות על ידי שימוש בשתי שיטות שונות לכיול כל מדחום.
תוצאות הניסוי הראו כי שיטת האינטרפולציה של סולם הטמפרטורה הבינלאומי {}} שלה ניתנת לביצוע עבור חום עמידות בפני פלטינה תעשייתית. בהשוואה לשיטת החישוב של משוואת CVD לכיול עמידות בפני פלטינה תעשייתית, יש לה דיוק ועקביות טובים יותר. בעבר, המוסדות הלאומיים של המטרולוגיה של איטליה וקנדה ערכו מחקר בשיטת חלוקת ההתנגדות לפלטינה תעשייתית באמצעות נוסחת האינטרפולציה של סולם הטמפרטורות הבינלאומי.
השיטות המסורתיות לשיפור הדיוק והיציבות של מדידת טמפרטורת ההתנגדות התעשייתית מתמקדות בטוהר רכיבים, טכנולוגיית אריזה ותהליכי ייצור; הוצעה גישה חדשה במונחים של שיטות חישוב, והניחה את הבסיס לשיפור מערכות העברת ערך הטמפרטורה והעקיבות עבור נגדי פלטינה מדויקים ונגדי פלטינה תעשייתיים, שניתן ליישם באופן נרחב בשדה מדידת הטמפרטורה של נגדי פלטינה תעשייתית.