Điện trở nhiệt và công dụng của chúng

Khi có dòng điện chạy qua, trong dây dẫn sẽ sinh ra nhiệt. Một số nhiệt này đi đến tự làm nóng dâyphần còn lại thải ra môi trường bằng con đường đối lưu, dẫn nhiệt (chất dẫn và chất mang) và bức xạ.

Ở trạng thái cân bằng nhiệt ổn định, nhiệt độ và theo đó là điện trở của dây dẫn phụ thuộc cả vào cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn và các nguyên nhân ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt ra môi trường. Những lý do này bao gồm: cấu hình và kích thước của dây và phụ kiện, nhiệt độ của dây và môi trường, vận tốc của môi trường, thành phần, mật độ của nó, v.v.

Sự phụ thuộc của điện trở của dây dẫn vào nhiệt độ, tốc độ chuyển động của môi trường, mật độ và thành phần của nó có thể được sử dụng để đo các đại lượng phi điện này bằng cách đo điện trở của dây dẫn.

Dây dẫn dành cho mục đích đã chỉ định là một bộ chuyển đổi đo lường và được gọi là điện trở nhiệt.

Để sử dụng thành công điện trở nhiệt để đo các đại lượng phi điện, cần phải tạo ra các điều kiện trong đó đại lượng phi điện được đo có ảnh hưởng lớn nhất đến các giá trị điện trở nhiệt, trong khi các đại lượng khác thì ngược lại, nếu có thể, ảnh hưởng đến tính bền vững của nó.

Khi sử dụng điện trở nhiệt, người ta nên nhằm mục đích giảm truyền nhiệt bằng dây dẫn và bức xạ.

Với chiều dài dây vượt quá đường kính của nó một cách đáng kể, có thể bỏ qua độ giật do tính dẫn nhiệt của dây nếu chênh lệch nhiệt độ giữa dây và môi trường không vượt quá 100 ° C. Nếu không thể bỏ qua nhiệt trở được chỉ định, chúng được lấy tính đến trong hiệu chuẩn.

Các thiết bị đo điện trở nhiệt để đo vận tốc dòng khí (không khí) được gọi là máy đo gió dây nóng.

Điện trở nhiệt là một sợi dây mỏng có chiều dài gấp 500 lần đường kính.

Nếu chúng ta đặt điện trở này trong môi trường khí (không khí) có nhiệt độ không đổi và cho dòng điện không đổi chạy qua nó, thì giả sử rằng nhiệt chỉ được giải phóng do đối lưu, chúng ta thu được sự phụ thuộc của nhiệt độ và do đó độ lớn của điện trở nhiệt , về tốc độ chuyển động của dòng khí (không khí)...

Dụng cụ được gọi để đo nhiệt độ, trong đó truyền nhiệt được sử dụng làm đầu dò nhiệt kế điện trở… Chúng được sử dụng để đo nhiệt độ lên tới 500 °C.

Trong trường hợp này, nhiệt độ RTD phải được xác định bởi nhiệt độ của môi trường được đo và không được phụ thuộc vào dòng điện trong đầu dò.

Khả năng chịu nhiệt nên loại bỏ các vật liệu có nhiệt độ cao hệ số nhiệt độ của điện trở.

Bạch kim (lên đến 500 ° C), đồng (lên đến 150 ° C) và niken (lên đến 300 ° C) được sử dụng phổ biến nhất.

Đối với bạch kim, sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ trong khoảng 0 — 500 ° C có thể được biểu thị bằng phương trình rt = ro NS(1 + αNST + βNST3) 1 / độ, trong đó αn = 3,94 x 10-3 1 / độ , βn = -5,8 x 10-7 1 / độ

Đối với đồng, sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ trong phạm vi 150 ° C có thể được biểu thị bằng rt = ro NS (1 + αmT), trong đó αm = 0,00428 1 / độ.

Sự phụ thuộc của điện trở niken vào nhiệt độ được xác định bằng thực nghiệm đối với từng nhãn hiệu niken, vì hệ số điện trở nhiệt của nó có thể có các giá trị khác nhau và ngoài ra, sự phụ thuộc của điện trở niken vào nhiệt độ là phi tuyến tính.

Do đó, bằng độ lớn của điện trở của bộ chuyển đổi, có thể xác định nhiệt độ của nó và theo đó, nhiệt độ của môi trường nơi có điện trở nhiệt.

Điện trở nhiệt trong nhiệt kế điện trở là một dây quấn trên khung làm bằng nhựa hoặc mica, được đặt trong lớp vỏ bảo vệ, kích thước và cấu hình phụ thuộc vào mục đích của nhiệt kế điện trở.

Bất kỳ nhiệt kế điện trở nào cũng có thể được sử dụng để đo điện trở.

để đo nhiệt độ, cũng sử dụng điện trở bán dẫn số lượng lớn với hệ số điện trở nhiệt lớn hơn khoảng 10 lần so với hệ số nhiệt độ của kim loại (-0,03 — -0,05)1/mưa đá.

Điện trở nhiệt bán dẫn (loại MMT) do Ivay sản xuất được sản xuất bằng phương pháp gốm từ các loại oxit (ZnO, MnO) và hợp chất lưu huỳnh (Ag2S).Chúng có điện trở từ 1000 — 20.000 ohms và có thể được sử dụng để đo nhiệt độ từ -100 đến + 120 ° C.