Thermische weerstanden en hun gebruik

Wanneer er een elektrische stroom vloeit, wordt er warmte gegenereerd in de draad. Een deel van deze warmte gaat naar het opwarmen van de draad zelfhet andere deel komt vrij in de omgeving door convectie, warmtegeleiding (geleiders en dragers) en straling.

In een stabiel thermisch evenwicht zijn de temperatuur en daarmee de weerstand van de geleider zowel afhankelijk van de grootte van de stroom in de geleider als van de oorzaken die de overdracht van warmte naar de omgeving beïnvloeden. Deze redenen omvatten: de configuratie en afmetingen van de draad en fittingen, de temperatuur van de draad en het medium, de snelheid van het medium, de samenstelling, dichtheid, enz.

De afhankelijkheid van de weerstand van de geleider van temperatuur, de bewegingssnelheid van de omgeving, de dichtheid en samenstelling kan worden gebruikt om deze niet-elektrische grootheden te meten door de weerstand van de geleider te meten.

De geleider die voor het gespecificeerde doel is bedoeld, is een meetomvormer en wordt thermische weerstand genoemd.

Voor het succesvolle gebruik van thermische weerstand om niet-elektrische grootheden te meten, is het noodzakelijk om omstandigheden te creëren waarin de gemeten niet-elektrische grootheid de grootste invloed heeft op de thermische weerstandswaarden, terwijl andere grootheden dat daarentegen niet zouden doen, als mogelijk de duurzaamheid ervan aantasten.

Bij het gebruik van thermische weerstand moet worden gestreefd naar vermindering van warmteoverdracht door draadgeleiding en straling.

Met een draadlengte die zijn diameter aanzienlijk overschrijdt, kan de terugslag door de thermische geleidbaarheid van de draad worden verwaarloosd als het temperatuurverschil tussen de draad en het medium niet groter is dan 100 ° C. Als de aangegeven warmteteruggaven niet kunnen worden verwaarloosd, worden ze genomen rekening mee houden bij de kalibratie.

Apparaten voor thermische weerstand voor het meten van de stroomsnelheid van gas (lucht) worden hot-wire anemometers genoemd.

De thermische weerstand is een dunne draad waarvan de lengte 500 keer de diameter is.

Als we deze weerstand in een gas (lucht) medium met constante temperatuur plaatsen en er een constante stroom doorheen laten gaan, dan verkrijgen we, ervan uitgaande dat warmte alleen door convectie vrijkomt, de afhankelijkheid van de temperatuur, en dus de grootte van de thermische weerstand , op de bewegingssnelheid van de gas(lucht)stroom...

Instrumenten worden gebruikt voor het meten van temperaturen, waarbij thermische overdrachten worden gebruikt als transducers weerstand thermometers… Ze worden gebruikt om temperaturen tot 500 °C te meten.

In dit geval moet de RTD-temperatuur worden bepaald door de temperatuur van het gemeten medium en mag deze niet afhangen van de stroom in de transducer.

Hittebestendigheid moet materialen met een hoge afvoer verwijderen temperatuurcoëfficiënt van weerstand.

Het meest gebruikte platina (tot 500°C), koper (tot 150°C) en nikkel (tot 300°C).

Voor platina kan de afhankelijkheid van weerstand van temperatuur in het bereik van 0 - 500 ° C worden uitgedrukt door de vergelijking rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / graad, waarbij αn = 3,94 x 10-3 1 / graad , βn = -5,8 x 10-7 1 / gr

Voor koper kan de weerstandsafhankelijkheid van temperatuur binnen 150 ° C worden uitgedrukt als rt = ro NS (1 + αmT), waarbij αm = 0,00428 1 / deg.

De afhankelijkheid van nikkelweerstand van temperatuur wordt experimenteel bepaald voor elk merk nikkel, aangezien de temperatuurweerstandscoëfficiënt verschillende waarden kan hebben, en bovendien is de afhankelijkheid van nikkelweerstand van temperatuur niet-lineair.

Door de grootte van de weerstand van de omzetter is het dus mogelijk om de temperatuur ervan te bepalen en dienovereenkomstig de temperatuur van de omgeving waarin de thermische weerstand zich bevindt.

De thermische weerstand in weerstandsthermometers is een draad die is gewikkeld op een frame van plastic of mica, geplaatst in een beschermende schaal, waarvan de afmetingen en configuratie afhangen van het doel van de weerstandsthermometer.

Elke weerstandsthermometer kan worden gebruikt om weerstand te meten.

gebruik voor het meten van temperaturen ook bulkhalfgeleiderweerstanden met een temperatuurcoëfficiënt van weerstand die ongeveer 10 keer groter is dan die van metalen (-0,03 - -0,05)1/hagel.

Halfgeleiderhittebestendigheid (MMT-type) vervaardigd door Ivay wordt geproduceerd door keramische methoden uit verschillende oxiden (ZnO, MnO) en zwavelverbindingen (Ag2S).Ze hebben een weerstand van 1000 — 20.000 ohm en kunnen gebruikt worden om temperaturen te meten van -100 tot +120°C.