Терморезисторы

Терморезисторы - электрическое сопротивление проводника или полупроводника зависит от температуры.

Точность измерения температуры с использованием терморезисторов зависит от ряда факторов. С точки зрения теплофизики терморезистор характеризуется собственной теплоемкостью и собственным тепловыделением , где – величина электрического тока, который течет через терморезистор, – его электрическое сопротивление. Величину называют еще " мощностью саморазогрева" терморезистора. Обычно теплоемкость терморезистора тем меньше, чем меньше его масса.

На самом деле терморезистор далеко не всегда находится при температуре, совпадающей с температурой объекта. Ведь он обменивается теплом не только с объектом, температуру которого он должен измерять, но также с окружающей средой и со схемой измерения. Пользуясь известной электротепловой аналогией, эквивалентную теплоэлектрическую схему измерения можно представить в виде, показанном на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Эквивалентная теплоэлектрическая схема измерения температуры

Расчет этой схемы в стационарном режиме, т.е. в состоянии уже достигнутого теплового равновесия, дает для температуры, измеряемой температурным сенсором, следующую формулу

(8.1)

где – тепловые сопротивления между температурным сенсором и объектом, температурным сенсором и окружающей средой, температурным сенсором и измерительной схемой соответственно; – абсолютные температуры объекта, окружающей среды и измерительной схемы соответственно.

Отсюда видно, что сенсор будет верно измерять температуру объекта лишь при условии, что и , т.е. если терморезистор находится в тесном тепловом контакте с объектом, а от окружающей среды и от измерительной схемы хорошо теплоизолирован, и если измерительный ток достаточно мал.

Из схемы, показанной на рис. 8.2, вытекает также, что, когда температура объекта быстро изменяется, то реакция терморезистора на эти изменения будет зависеть от его тепловой инерции. Она характеризуется временной постоянной . Для того чтобы измерение температуры было малоинерционным, теплоемкость терморезистора СТ должна быть по возможности меньшей, а его тепловой контакт с объектом по возможности лучшим.