Creeaza.com - informatii profesionale despre
Simplitatea lucrurilor complicate - Referate profesionale unice
Acasa » tehnologie » electronica electricitate
Traductoare electrice de temperatura

Traductoare electrice de temperatura




Traductoare electrice de temperatura

1.    Termorezistentele

Deplasarea electronilor de conductie din metale (sau din aliajele acestora) este ingreunata de vibratiile atomilor in nodurile retelei cristaline. Deoarece amplitudinea vibratiilor este dependenta de temperatura, rezistivitatea electrica a metalelor va fi, la randul ei, dependenta de temperatura. Cunoscand dependenta de temperatura a rezistivitatii electrice a metalului, putem construi un senzor de temperatura bazat pe acest fenomen. Pentru marea majoritate a metalelor pure sau a aliajelor, aceasta dependenta poate fi scrisa, simplificat, sub forma:

                                                                                                       (1)

unde a reprezinta coeficientul de variatie cu temperatura al rezistentei electrice. In general, a are valori pozitive, ceea ce inseamna rezistenta creste odata cu cresterea temperaturii.

Termorezistentele sunt sunt utilizate pe scara larga in industrie, pentru masurarea temperaturilor cuprinse intre -200 si +500 oC. Unul din cele mai folosite metale pentru constructia termorezistentelor este reprezentat de platina deoarece, desi este scumpa, se prelucreaza relativ usor si este stabila din punct de vedere chimic si fizic intr-o o gama larga de temperaturi si in diverse medii.

2.    Termistoarele

Termistoarele sunt traductoare termorezistive realizate din materiale semiconductoare omogene. Variatia rezistentei unui termistor in functie de temperatura poate fi descrisa de relatia simplificata:

                                                                                                              (2)

unde T este temperatura absoluta, iar b – o constanta ce depinde de natura materialului din care este construit termistorul. Asa cum se poate observa din relatia 2, termistoarele au un coeficient negativ de variatie al rezistentei in raport cu temperatura. In plus, dependenta este neliniara, necesitand o prelucrare matematica mai laborioasa pentru evaluarea parametrilor R­(0) si b. Cea mai simpla metoda consta in logaritmarea relatiei (2), de unde se obtine:

                                                                                                        (3)

            Prin reprezentarea grafica log(R­(t)) = f (1/T), ordonata la origine corespunde valorii R0 iar panta ofera informatii despre b.

 

In comparatie cu termorezistentele, termistoarele prezinta o serie de avantaje:

-                       au o sensibilitate mai mare decat termorezistentele deoarece au coeficientul de variatie al rezistentei in raport cu temperatura mult mai mare;

-                       prin alegerea unor termistori cu rezistenta mare, acestia pot fi folositi pentru masuratori la distanta, rezistenta conductorilor de legatura putand fi neglijata in raport valoarea termistorului;

-                       au dimensiuni reduse si inertie termica mica.

Pe de alta parte, termistoarele prezinta si o serie de dezavantaje, printre acestea putandu-se mentiona o dispersie semnificativa a valorilor parametrilor (R0 si b), caracteristica puternic neliniara precum si un domeniu de temperaturi de utilizare relativ restrans (uzual, intre -20 si +100 oC).


3.    Termocupluri

Un termocuplu este ansamblul alcatuit din doua fire din materiale de conductibilitati diferite, sudate la unul dintre capete. Prin incalzirea locala a sudurii, la capetele libere apare o diferenta de potential, denumita tensiune termoelectromotoare. Valoarea acestei tensiuni depinde de natura materialelor din care este construit termocuplul si de diferenta dintre temperatura punctului de sudura (T) si a capetelor libere ale termocuplului (T0), conform relatiei:

                                                                                     (4)

In practica, pentru domenii restranse de temperatura, relatia se poate simplifica sub forma:

                                                                                                                (5)

Asa cum se poate observa din relatia (4), masurarea cu termocupluri este precisa numai daca se mentine constanta temperatura capetelor libere. Deoarece temperatura capetelor libere este adeseori variabila, fiind influentata de cea a sudurii, termocuplurile se prelungesc cu conductoare realizare din aceleasi materiale pana intr-o zona in care temperatura se poate mentine constanta. In cazul termocuplurilor din materiale nobile, aceste prelungiri pot fi realizate si cu materiale mai ieftine, insa identice d.p.d.v. termoelectric cu componentii termocuplurilor, astfel incat sa nu dezvolte tensiuni termoelectromotoare suplimentare la punctele de contact.

In functie de domeniul de aplicare, au fost puse la punct diferite modele de termocupluri, cele mai utilizate fiind cele pe baza de: platina si platina-rodiu (se pot utiliza pana la temperaturi de 1300 – 1400 oC), cromel si alumel (se pot utiliza in intervalul 0 – 1200 oC) sau fier si constantan (se pot utiliza in intervalul 0 – 550 oC).

Avantajul major al termocuplurilor este reprezentat de domeniul foarte larg de temperaturi de utilizare. In acelasi timp, termocuplurile prezinta si dezavantajul unei tensiuni termoelectromotoare de valoare redusa (de ordinul milivoltilor), necesitand utilizarea unor voltmetre de precizie si luarea unor precautii suplimentare privind mentinerea constanta a temperaturii capetelor libere ale termocuplului.

4.    Jonctiunile semiconductoare

Tensiunea de-a lungul unei jonctiuni p-n polarizata direct prezinta o excelenta dependenta lineara de temperatura; astfel, orice dioda sau un tranzistor cu o jonctiune p-n poate fi un traductor de temperatura. Aceasta dependenta poate fi scrisa sub forma:

                                                                                                       (6)

Avantajele utilizarii jonctiunilor p-n ca traductoare de temperatura constau in variatia liniara a U(t) in functie de t si valoarea mare a coeficientului b. Ca dezavantaj se poate mentiona limitarea domeniului de utilizare la intervalul cuprins intre -20 si +100 oC.


5.     Aplicatie

Pentru intervalul de temperatura cuprins intre 0 si 110 oC, studiati variatia de rezistenta pentru o termorezistenta si un termistor, tensiunea termoeletromotoare pentru un termocuplu Fe-constantan si tensiunea la bornele unei jonctiuni p-n. Datele se vor trece intr-un tabel de forma:

Nr.

crt.

t

(oC)

(t), TR

(Ω)

(t), TH

(Ω)

e(t)

(mV)

U(t)

(mV)

Log(R­(t), TH)

1/T

1

20

2

25

3

30

4

35

….

……

n

100

Pe baza reprezentarilor grafice R­(t), TR = f (t), log(R­(t)) = f (1/T), e(t) = f (t) si  U(t) = f (t), determinati principalii parametri ai traductoarelor de temperatura studiate:

-                       R0 si a pentru termorezistenta;

-                       R0 si b pentru termistor;

-                       e0 si a pentru termocuplu;

-                       U0 si b pentru jonctiunea p-n





Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: Pregatitoare Cand/ cum și de ce se intampla? Roata anotimpurilor
 Brose - proiect
 Managementul Proiectelor - Controlul proiectelor, mega si micro proiecte

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 PROIECT DE DIPLOMA CHIRURGIE ORO-MAXILO-FACIALA - SUPURATIILE LOJELOR PROFUNDE DE ETIOLOGIE ODONTOGENA
 Diplomatie si conflict: relatiile internationale in timpul Primului Razboi Mondial
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”
 PROIECT DE DIPLOMA CHIMIE INDUSTRIALA SI INGINERIA MEDIULUI - TEHNOLOGIA ACIDULUI GLUTAMIC

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 Lucrare de licenta educatie fizica si sport - sistemul de selectie in jocul de handbal pentru copii de 10-11 ani in concordanta cu cerintele handbalul
 Lucrare de licenta contabilitate si informatica de gestiune - politici si tratamente contabile privind leasingul (ias 17). prevalenta economicului asupra juridicului
 LUCRARE DE LICENTA management - Impactul implementarii unui sistem de management al relatiilor cu clientii in cadrul unei societati comerciale
 LUCRARE DE LICENTA Ingineria si Protectia Mediului in Industrie - Proiectarea unui depozit de deseuri urbane pentru un oras cu 200.000 de locuitori

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat profesional informatica - evidenta spital
 ATESTAT LA INFORMATICA - Gestionarea unui magazine de confectii
 ATESTAT PROFESIONAL TURISM SI ALIMENTATIE PUBLICA, TEHNICIAN IN TURISM
 Proiect atestat electrician constructor - tehnologia montarii instalatiilor electrice interioare


CONDUCTIVITATEA MATERIALELOR ELECTROIZOLANTE
SISTEMUL DE PROTECTII, COMANDA SI CONTORIZARE
Stimulatoare electrice
Regimul static de functionare al etajelor de amplificare
CORPURI DE ILUMINAT PENTRU LAMPI CU INCADESCENTA
POARIZAREA DIPOLICA
Energia stocata
INDICATOR UNIVERSAL CBM 557

Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu

 


.com Copyright © 2014 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.