Soojustakistused ja nende kasutamine
Elektrivoolu voolamisel tekib juhtmes soojust. Osa sellest soojusest läheb traadi enda soojendamineteine osa satub keskkonda konvektsiooni, soojusjuhtivuse (juhid ja kandjad) ja kiirgusega.
Stabiilses termilises tasakaalus sõltub temperatuur ja vastavalt ka juhi takistus nii juhis oleva voolu suurusest kui ka põhjustest, mis mõjutavad soojuse ülekandmist keskkonda. Nende põhjuste hulka kuuluvad: traadi ja liitmike konfiguratsioon ja mõõtmed, traadi ja keskkonna temperatuur, keskkonna kiirus, koostis, tihedus jne.
Juhi takistuse sõltuvust temperatuurist, keskkonna liikumiskiirusest, selle tihedusest ja koostisest saab kasutada nende mitteelektriliste suuruste mõõtmiseks, mõõtes juhi takistust.
Määratud otstarbeks mõeldud juht on mõõtemuundur ja seda nimetatakse soojustakistuseks.
Soojustakistuse edukaks kasutamiseks mitteelektriliste suuruste mõõtmisel on vaja luua tingimused, kus mõõdetud mitteelektriline suurus mõjutab soojustakistuse väärtusi kõige rohkem, teised suurused aga vastupidiselt mitte, kui võimalik, mõjutada selle jätkusuutlikkust.
Soojustakistuse kasutamisel tuleks püüda vähendada soojusülekannet traadi juhtivuse ja kiirguse kaudu.
Kui traadi pikkus ületab oluliselt selle läbimõõtu, võib traadi soojusjuhtivuse kaudu toimuva tagasilöögi jätta tähelepanuta, kui traadi ja keskkonna temperatuuride erinevus ei ületa 100 ° C. Kui näidatud soojustagastisi ei saa tähelepanuta jätta, võetakse need arvesse kalibreerimisel arvesse võtta.
Soojustakistusseadmeid gaasi (õhu) voolukiiruse mõõtmiseks nimetatakse kuumajuhtmega anemomeetriteks.
Soojustakistus on õhuke traat, mille pikkus on 500 korda suurem läbimõõdust.
Kui asetada see takistus konstantse temperatuuriga gaasi (õhk) keskkonda ja lasta sellest läbi konstantne vool, siis eeldades, et soojus eraldub ainult konvektsiooni teel, saame temperatuuri sõltuvuse ja sellest tulenevalt soojustakistuse suuruse. , gaasi (õhu) voolu liikumiskiiruse kohta...
Temperatuuride mõõtmiseks kutsutakse seadmeid, kus muundurina kasutatakse soojusülekandeid takistustermomeetrid… Neid kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks kuni 500 °C.
Sel juhul tuleks RTD temperatuur määrata mõõdetava keskkonna temperatuuri järgi ja see ei tohiks sõltuda muunduris olevast voolust.
Kuumakindlus peaks vabanema materjalidest, millel on kõrge temperatuuri takistustegur.
Kõige sagedamini kasutatav plaatina (kuni 500 ° C), vask (kuni 150 ° C) ja nikkel (kuni 300 ° C).
Plaatina puhul saab takistuse sõltuvust temperatuurist vahemikus 0–500 °C väljendada võrrandiga rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / kraad, kus αn = 3,94 x 10-3 1 / kraad , βn = -5,8 x 10-7 1 / kraad
Vase puhul võib takistuse sõltuvust temperatuurist 150 ° C piires väljendada kui rt = ro NS (1 + αmT), kus αm = 0,00428 1 / deg.
Nikli vastupidavuse sõltuvus temperatuurist määratakse eksperimentaalselt iga nikli kaubamärgi jaoks, kuna selle temperatuuritakistustegur võib olla erineva väärtusega ja lisaks on nikli takistuse sõltuvus temperatuurist mittelineaarne.
Seega on muunduri takistuse suuruse järgi võimalik määrata selle temperatuur ja vastavalt ka selle keskkonna temperatuur, milles soojustakistus asub.
Soojustakistus takistustermomeetrites on plastikust või vilgukivist raamile keritud traat, mis asetatakse kaitsekesta sisse, mille mõõtmed ja konfiguratsioon sõltuvad takistustermomeetri otstarbest.
Takistuse mõõtmiseks saab kasutada mis tahes takistustermomeetrit.
temperatuuride mõõtmiseks kasutada ka puistepooljuhtide takistusi, mille temperatuuritegur on umbes 10 korda suurem kui metallidel (-0,03 — -0,05)1/rahe.
Ivay poolt toodetud pooljuhtide kuumuskindlus (MMT tüüpi) toodetakse keraamiliste meetoditega erinevatest oksiididest (ZnO, MnO) ja väävliühenditest (Ag2S).Nende takistus on 1000–20 000 oomi ja neid saab kasutada temperatuuride mõõtmiseks vahemikus -100 kuni + 120 °C.