Реферат: Термометры сопротивления и измерительные приборы к ним

Платиновые термометры сопротивления в отдельных случаях используются для измерения и более высоких температур, например, в метрологической практике до 1065°С. При этом необходимо учитывать, что платина при высокой температуре (близкой к 1000°С) начинает распыляться. Поэтому для уменьшения влияния распыления платины, а следовательно, и увеличения срока службы чувствительный элемент термометра сопротивления, предназначенный для измерения температуры до 1100°С, изготовляют из платиновой проволоки диаметром около 0,5 мм.

Чистая платина в окислительной (воздушной) среде устойчива и длительное время сохраняет свои градуировочные данные. Однако такие условия применения платины при измерении температуры в практических условиях не всегда могут быть обеспечены. Поэтому чувствительный элемент термометра должен быть надежно защищен от возможного механического повреждения, попадания влаги, загрязнения платины, губительного действия на нее восстановительных и агрессивных газов, содержащихся в среде, температуру которой измеряют термометром.

К недостаткам платины следует отнести отклонение от линейного закона зависимости ее сопротивления от температуры (рис. 2.1). Однако все другие достоинства платины в достаточной степени искупают указанный недостаток, и позволяют считать платиновый термометр сопротивления наиболее точным из числа первичных преобразователей, предназначенных для измерения температур в той же области.

Платиновые термометры сопротивления в зависимости от их назначения разделяются на следующие три основные группы: эталонные, образцовые (1-го и 2-го разрядов) и рабочие.

Термометры рабочие в свою очередь подразделяются на термометры повышенной точности (лабораторные) и технические.

Рис. 2.1. Зависимость отношения R_t к R₀ для некоторых металлов от температуры

Эталонные платиновые термометры сопротивления служат для воспроизведения международной практической температурной шкалы МПТШ-68 в области температур от 13,81 (–259,34) до 903,89 (630,74) К (°С). Относительное сопротивление W_t термометра определяется по формуле

W_t = R_t / R₀ (2.1)

где R_t — сопротивление термометра при температуре t, Ом; R₀ — сопротивление термометра при температуре 0°С (273,15 К), Ом.

Относительное сопротивление термометра должно быть не менее 1,39250 при t= 100°С.

Для области от 0 до 630,74°С температуру t в градусах Цельсия рассчитывают по уравнению

где

здесь R (t') и R₀ – сопротивления термометра при температуре t' и 0°С соответственно, Ом; α и δ — константы, определяемые измерением сопротивления термометра в тройной точке воды, точке кипения воды или затвердевания олова и точке затвердевания цинка.

Последнее уравнение (2.3) эквивалентно уравнению

(2.4)

где A = α(1+δ/ 100°С); B = -10^-4 αδ°С^-2 .

Для области от 13,81 (–259,34) до 273,15 (0) К (°С) температуру определяют по формуле

W_T =W_ст (T) + ∆W(Т) (2.5)

где W_Т – относительное сопротивление платинового термометра; W_{c т} (Т) – относительное сопротивление, соответствующее стандартной функции.

Поправки ∆W(T) при температурах основных реперных точек получают из измеренных значений W_Т и соответствующих значений W_ст (T). Поправка ∆W(T) при промежуточных температурах определяют интерполяционными формулами.

До введения МПТШ-68 применялась шкала МПТШ-48. Чистота платины, из которой изготовляют эталонный термометр для воспроизведения шкалы МПТШ-48 в области от –182,97 до 630,5°С, должна быть такой, чтобы для него соблюдалось отношение сопротивлений R₁₀₀ /R₀ ≥ 1,392.

Для интервала от 0 до 630,5°С МПТШ-48 используется интерполяционная формула

R_t = R₀ (1+At+Bt² ), (2.6)

где R_t – сопротивление термометра при температуре t, Ом; R₀ – сопротивление того же термометра при 0°С, Ом.

Для интервала от –182,97 до 0°С применяется уравнение