Термометры сопротивления являются одним из самых распространенных типов термометров. Они широко используются в различных областях, таких как промышленность, медицина, наука и техника.

Основой работы термометров сопротивления является изменение электрического сопротивления материала при изменении температуры. Для измерения температуры используются провода из специальных материалов, таких как платина или никель. При изменении температуры изменяется и сопротивление провода, которое можно измерить с помощью специального устройства.

Достоинствами термометров сопротивления являются высокая точность и стабильность измерения, а также широкий диапазон измеряемых температур. Еще одним преимуществом является отсутствие необходимости в контакте измерительного элемента с измеряемой средой, что делает их удобными и безопасными в использовании.

В данной статье мы рассмотрим подробности принципа работы термометров сопротивления, их особенности и применение в различных областях.

Что это такое?

Термометр сопротивления (RTD, от англ. resistance temperature detector) является одним из самых точных и надежных способов измерения температуры. Он основан на изменении электрического сопротивления металлических проводов и соединений при изменении температуры.

Обычно в RTD используют провода из платины, никеля, меди или никелевого сплава, которые имеют высокое сопротивление и поэтому являются чувствительными к малым изменениям температуры.

Сопротивление проводника определяется с помощью мостовой схемы с использованием измерительных приборов. При повышении температуры проводника его сопротивление увеличивается, что позволяет в точности измерить температуру с помощью значений изменения сопротивления.

Принцип действия термометров сопротивления

Термометры сопротивления работают на основе изменения сопротивления проводника в зависимости от температуры.

Как правило, используются сплавы платины, которые имеют высокую и стабильную температурную зависимость сопротивления. Термометры сопротивления также могут быть изготовлены из никеля, меди или других металлов.

Для измерения температуры используется мостовая схема, в которой проводник с переменной температурой включен как один из четырех резисторов. Змейка термопары также может использоваться в качестве дополнительного элемента для создания этой мостовой схемы.

Измеряемое значение температуры получается путем определения изменения сопротивления на проводнике, которое затем преобразуется в соответствующее значение температуры при помощи калибровочной кривой.

Полярность термометра (т. е. направление тока в проводнике) может также изменяться для учета эффекта формирования теплового контакта между проводником и телом, измеряемым термометром.

Отличия от термопары

Термометр сопротивления и термопара являются двумя основными типами термометров, используемых в промышленности. В отличие от термопар, термометры сопротивления могут обеспечивать более точное и стабильное измерение температуры.

Термопары используются для измерения высоких температур и могут достигать более высоких значений температуры, чем термометры сопротивления. Однако, они часто имеют более высокую погрешность измерения, так как они являются более чувствительными к воздействию окружающей среды и могут иметь более сложную калибровку.

Термометры сопротивления, в свою очередь, могут быть более точными при измерении низких и средних температур, за счет их более стабильной работы и прямой зависимости температуры от сопротивления материала. Они также могут быть более долговечными, так как имеют более простое устройство и не содержат подвижных элементов.

Наконец, термометры сопротивления могут иметь более широкий диапазон измерения температуры, который может быть легко настроен посредством изменения материала сопротивления. Термопары, с другой стороны, требуют многообразия материалов и конфигураций для достижения необходимого диапазона измерения.

Область применения термометров сопротивления

Термометры сопротивления широко применяются в различных отраслях промышленности, научных исследований, а также в быту.

В промышленности используются для регулирования и контроля температуры в различных устройствах и машинах, таких как печи, оборудование для плавки металла, камеры холодильников и многие другие. Они также могут использоваться для измерения температуры в различных жидкостях и газах, таких как нефть, вода, пар и т.д.

В научных исследованиях термометры сопротивления могут использоваться для измерения температуры в различных экспериментах, например, для изучения тепловых свойств материалов или реакций на различные температурные условия.

В быту термометры сопротивления могут применяться для измерения температуры пищи в печи, холодильниках и многих других домашних устройствах.

Таким образом, термометры сопротивления нашли широкое применение в различных отраслях и имеют большое значение для контроля и регулирования температуры в различных процессах и устройствах.