ДАТЧИКИ температуры

Для контроля и регулирования температуры различных процессов используют методы, основанные на явлениях теплового расширения тел (с различными коэффициентами расширения), изменения давления газа внутри замкну того объема или электрического сопротивления проводников при изменении температуры, или на термоэлектрических явлениях.

Манометрические чувствительные элементы представляют собой герметичную систему, состоящую из термобаллона 1 и упругого элемент (сильфона) 3, соединенных между собой капиллярной трубкой 2. Система заполнена газом (чаще азотом) под давлением (с целью уменьшения влияния атмосферного давления).

Относительное изменение давления в них пропорционально изменение температуры.

Датчиком температуры в системе охлаждения двигателя служит термостат. Он представляет сильфон ( гофрированный баллон) I внутри которого находится легкоиспаряющаяся жидкость или твердый наполнитель с большим коэффициентом линейного расширения ( церезин). При повышении температуры сильфон I удлиняется, а при понижении - сокращается. При этом закрепленный на баллоне клапан 2 включает и отключает радиатор, поддерживая таким образом необходимую температуру.

Рис.

Рис.

Чувствительные элементы термометров сопротивления  представляют собой тонкую металлическую проволоку (медь, никель или платина) намотанную на каркас (терморезистор), или полупроводниковый термисторный элемент, (Рис.12), защищенные кожухом. Электрические элементы сопротивления и термисторы предназначены для определения температуры путем измерения величины сопротивления металла или полупроводника, которое изменяется при нагреве.

Рис.

Рис.

Полупроводниковые элементы (термисторы) изготавливает из смеси никеля, марганца, кобальта, магния и титана.

Термоэлектрические преобразователи - термопары  устройства роторного типа.

Они работают на принципе возникновения термоэлектродвижущей силы ЭДО) в двух сваренных друг с другом разнородных металлах А и В нагреве спая (Рис.13 )

Рис.

Величина ЭДС пропорциональна разности температур Δ t = t2 – t1 между спаем и свободными концами, и не зависит от формы и геометрических размеров электродов.

Разность потенциалов е = к · Δ t (К - термоэлектрический коэффициент, зависящий от свойств материалов термопары).

ЭДС на свободных концах термопары объясняется тем, что энергия свободных электронов в различных материалах неодинакова и по разному зависит от температуры.

Материалом термопар обычно являются: хромель-алюмель, хромель-алюмель, платино-платинородий и др.

Генерируемая ими ЭДС составляет 0,01…0,07 мВ/°С. Для повышения чувствительности термопар (до 1 мВ/°С) их изготавливают из полупроводников.

В качестве вторичных приборов к термопарам подключают милливольтметры, потенциометры и электронные усилители.